Membrana plasmática

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Maria Eduarda Mendonça Bet – Membrana plasmática 
MEMBRANA 
PLASMÁTICA 
 Toda célula, seja ela procariótica ou eucariótica, 
apresenta-se delimitada por uma membrana plasmática, 
que, além de conter o citoplasma, é responsável pelas 
trocas de substâncias entre a célula e o ambiente (que 
pode ser o meio em que a célula está mergulhada ou outras 
células vizinhas a ela). 
 A membrana plasmática determina, em grande 
medida, quais são as substâncias que entram e saem de 
uma célula, em que quantidade e em que momento; em 
virtude disso, pode-se dizer que que ela apresenta uma 
permeabilidade seletiva. 
 Além disso, é por meio da membrana plasmática que 
uma célula percebe sinalizações do ambiente – ao interagir 
com moléculas de hormônios, por exemplo -, reconhece 
outras células e estabelece vínculos mais ou menos 
permanentes com elas. 
 A membrana plasmática só pode ser visualizada ao 
microscópio eletrônico. Em grande aumento, ela aparece 
como uma estrutura trilaminar, ou seja, com três camadas 
– duas camadas mais escuras e, em meio a elas, uma 
camada mais clara. 
ESTRUTURA DA MEMBRANA PLASMÁTICA 
 Todas as membranas de uma célula (a membrana 
plasmática e as membranas que constituem e envolvem 
muitas estruturas internas da célula) têm natureza 
lipoproteica e compartilham uma organização estrutural 
comum: uma bicamada lipídica, à qual estão associadas 
diversas proteínas de membrana. 
 Os lipídeos que constituem a bicamada central 
permanecem à categoria dos fosfolipídeos. Essas 
moléculas apresentam uma extremidade polar (a “cabeça” 
da molécula, na qual se encontra o fosfato) e, portanto, 
hidrofílica, a qual estão ligadas duas longas cadeias 
carbônicas (as “caudas”) hidrofóbicas. Essa peculiar 
composição faz com que os fosfolipídeos, quando em meio 
aquoso, formem espontaneamente uma bicamada na qual 
as “cabeças” polares estão voltadas para a água (do meio 
externo e do meio interno) enquanto as “caudas” apolares 
estão voltadas para dentro, formando um “miolo” 
altamente hidrofóbico. 
 Baseados em variadas evidências experimentais, os 
cientistas propuseram um modelo para a estrutura da 
membrana plasmática, que veio a ser conhecido como 
modelo do mosaico fluido. Esse modelo permite explicar e 
compreender de maneira satisfatória os fenômenos em 
que a membrana plasmática está envolvida. 
 Nesse modelo, as moléculas de proteína estão 
distribuídas num padrão em mosaico, ou seja, estão 
espalhadas entre as moléculas de lipídeos que constituem 
a bicamada central. Algumas dessas proteínas atravessam 
a membrana de lado a lado (proteínas transmembrana ou 
integrais), enquanto outras estão localizadas apenas na 
face interna ou na face externa da membrana (proteínas 
periféricas). 
 A membrana tem consistência fluida, ou seja, as 
moléculas que a constituem estão em continuo 
movimento, alterando sua posição conforme as 
necessidades da célula. No entanto, nas células animais, a 
presença de moléculas de colesterol, em meio aos 
fosfolipídeos, confere certa “rigidez” a determinadas 
porções da membrana, limitando ou impedindo a 
movimentação das moléculas daquela região. 
 Na face externa da membrana plasmática podem 
ainda ser encontradas moléculas de carboidratos, 
ancoradas aos fosfolipídeos os às proteínas da membrana. 
Essa cobertura, quando mais extensa, recebe o nome de 
glicocálice. 
PROTEÍNAS DA MEMBRANA 
 As proteínas que constituem a membrana plasmática 
têm composição e estrutura bastante variada. As principais 
funções dessas proteínas são: 
 Realizar o transporte de materiais diversos 
através da membrana. 
 Funcionar como receptores de moléculas 
sinalizadoras, como hormônios, por 
exemplo. 
 Atuar como enzimas, catalisando reações 
que ocorrem tanto no meio externo (na 
proximidade da membrana) quanto no meio 
interno da célula. 
 As proteínas envolvidas no transporte de substâncias 
através da membrana são basicamente de dois tipos. O 
primeiro deles é o das proteínas de canal, que formam um 
poro aquoso, por meio do qual fluem as moléculas que 
devem entrar ou sair da célula. O segundo tipo, mais 
complexo, é constituído por proteínas capazes de alterar 
sua configuração espacial, mudando de forma de modo a 
permitir a entrada ou a saída de determinada substância 
na célula; essas são proteínas carreadoras. 
 Algumas proteínas da membrana plasmática 
funcionam como receptores para sinais químicos 
específicos, como um hormônio. 
 Certas enzimas são proteínas que fazem parte da 
própria estrutura da membrana plasmática. Assim, as 
enzimas que regulam determinadas vias metabólicas estão 
perfeitamente dispostas lado a lado na membrana 
plasmática, o que possibilita que controlem uma serie de 
reações sequenciais de forma mais eficiente do que se 
estivessem livres no hialoplasma. 
MICROVILOSIDADES 
 O intestino da maioria dos mamíferos apresenta 
dobras, conhecidas como vilosidades intestinais. Se 
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observarmos as células que constituem o epitélio que 
recobre essas vilosidades, veremos que a membrana da 
porção apical dessas células (isto é, da face que está 
voltada para a cavidade intestinal) apresenta grande 
número de dobras, visíveis apenas ao microscópio 
eletrônico. Tais dobras foram denominadas 
microvilosidades, e constituem um arranjo bastante 
satisfatório, que permite aumentar a superfície de 
absorção dos nutrientes pela mucosa do intestino delgado. 
TROCA DE SUBSTÂNCIAS ENTRE A CÉLULA E O 
MEIO 
 Todas as células precisam manter uma concentração 
apropriada de água, íons e nutrientes, bom como eliminar 
substâncias inúteis resultantes do seu metabolismo, a fim 
de se manterem em estado de equilíbrio dinâmico 
(homeostase). A membrana plasmática tem papel 
importante na manutenção desse equilíbrio diferencial de 
concentrações entre o meio interno e o meio externo da 
célula. 
 Se analisarmos a permeabilidade da membrana a 
variadas substâncias, considerando-se inicialmente apenas 
a bicamada lipídica, podemos afirmar que: 
 Macromoléculas (como proteínas, 
dissacarídeos e polissacarídeos) não podem 
atravessar a membrana por causa de seu 
tamanho; 
 Moléculas pequenas que possuem carga 
elétrica (os íons, por exemplo) também não 
podem passar através da membrana, pois são 
incapazes de atravessar seu interior apolar; 
 Moléculas de água têm dificuldade para 
passar pelo “miolo” hidrofóbico da bicamada 
lipídica; a permeabilidade da membrana 
plasmática à água seria, dessa forma, 
bastante reduzida; 
 Membranas pequenas e apolares (como o 
etanol) e gases (O2, CO2, N2) passam através 
da membrana de acordo com seu gradiente 
de concentração (isto é, da região de menor 
concentração). 
 Ora, como já explicado, uma das funções das proteínas 
de membrana é a de auxiliar o transporte de substancias 
que, de outra forma, não poderiam atravessar a bicamada 
lipídica. Assim, a permeabilidade da membrana é bem mais 
ampla do que se poderia supor, graças aos movimentos de 
moléculas que ocorrem em razão das leis da Física (como é 
o caso da difusão) e aos processos que envolvem 
transporte com gasto de energia. 
TIPOS DE TRANSPORTE 
 O transporte de materiais através da membrana pode 
ser passivo ou ativo. 
 O transporte passivo não requer gasto de energia, 
pois, nesse caso, as moléculas se movimentam de acordo 
com seu gradiente de concentração. São exemplos a 
difusão simples, a difusão facilitada e a osmose. 
 O transporte biológico requer gasto de energia (ATP), 
portanto só pode ocorrer em células vivas. Nessa categoria 
encontram-se o transporte ativo, que usualmente se vale 
de uma proteína transportadora para transportar íons ou 
moléculas contra o seu gradiente de concentração; e os 
processos de endocitose e exocitose, nos quais ocorre o 
transporte de macromoléculas através da membrana 
plasmática por meio daformação de vesículas, o que 
também requer gasto de energia. 
TRANSPORTE PASSIVO 
DIFUSÃO SIMPLES 
 A difusão é um movimento passivo das moléculas, que 
tendem a sair de um meio em que estão presentes em 
maior concentração e dirigir-se a uma região em que estão 
em menor concentração, numa tendencia a atingir um 
estado de equilíbrio. Esse processo é espontâneo, e não 
requer gasto de energia. 
 Há muitos exemplos de difusão na vida cotidiana; o 
“espalhamento” de um corante (uma gota de tinta, por 
exemplo) num recipiente com água é devido à difusão das 
moléculas de soluto (no caso, o pigmento) em um meio 
solvente (por exemplo, a água). 
 Da mesma maneira, moléculas de soluto podem entrar 
ou sair de uma célula graças à difusão; é o que ocorre por 
exemplo com os gases respiratórios (oxigênio e gás 
carbônico). O intercâmbio de gases entre o ar e as células 
de um epitélio respiratório, como o dos alvéolos 
pulmonares, se dá por difusão simples, numa tendencia ao 
equilíbrio. 
DIFUSÃO FACILITADA 
 A difusão facilitada é uma modalidade de difusão na 
qual a passagem de moléculas de um soluto através da 
membrana plasmática ocorre com o auxílio de uma 
proteína transportadora. Mais uma vez, trata-se de um 
movimento passivo, a favor do gradiente de concentração, 
sem gasto de energia. 
 Uma vez que as células consomem glicose 
continuamente nos processos de obtenção de energia, a 
concentração desse açúcar costuma ser maior no meio 
externo. Assim, a glicose tende a entrar nas células por 
difusão. Essa entrada é facilitada pela existência, na 
membrana plasmática, de uma proteína carreadora 
especifica para a glicose, o que facilita o processo de 
difusão. 
OSMOSE: UM CASO ESPECIAL DE DIFUSÃO 
 A osmose é o fenômeno no qual moléculas de um 
solvente (como a água) se movimentam através de uma 
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membrana semipermeável, isto é, permeável ao solvente, 
porém impermeável ao soluto considerado, quando existe 
um gradiente de concentração desse soluto entre dois 
lados de uma mesma membrana. As moléculas de água se 
movimentam do meio menos concentrado em soluto 
(onde há “mais água”) para o meio mais concentrado em 
soluto (onde há “menos água”). Assim, pode-se considerar 
a osmose como sendo um caso especial de difusão 
(“difusão da água”). 
CONSEQUÊNCIAS DA OSMOSE PARA AS CÉLULAS 
 Uma célula estará isotônica em relação ao seu meio 
circundante se a concentração de solutos for a mesma 
dentro e fora dela. 
 Nesse caso, embora as moléculas de água possam 
atravessar livremente a membrana em qualquer direção, 
não há ganho nem perda de água por parte da célula. Mas 
se uma célula estiver mergulhada em um meio hipertônico 
(ou seja, mais concentrado em solutos que a célula), 
moléculas de água passarão, por osmose, 
preferencialmente de dentro para fora dela – nesse caso, a 
célula perde água para o meio. Finalmente, quando 
colocadas em meio hipotônico, as células ganham água 
por osmose. Como resultado desses ganhos e perdas de 
água, uma célula pode sofrer alterações em seu volume. 
 A existência de uma parede celular (membrana 
esquelética celulósica) nas células vegetais faz com que as 
consequências do ganho ou da perda de água por osmose 
nessas células seja diferente, quando comparadas às 
células animais. Além disso, as células vegetais apresentam 
um ou mais vacúolos contendo soluções salinas em seu 
interior. Quando ocorrem trocas de águas por osmose 
entre a célula vegetal e o meio, há ganho ou perda de água 
nos vacúolos. 
 Colocadas em meio isotônico, as células vegetais não 
ganham nem perdem água; dizemos então que a célula 
está flácida. Postas em meio hipotônico, as células ganham 
água e seus vacúolos aumentam de volume; no entanto 
não há risco de ruptura (lise) celular devido à resistência da 
parede celular. Quando ocorre o equilíbrio entre as forças 
osmóticas e a resistência exercida pela parede, a célula 
estará túrgida. Transferidas para um meio hipertônico, as 
células vegetais perdem água; os vacúolos diminuem de 
volume e a membrana plasmática se descola da parede 
celular; dizemos que a célula está plasmolisada. 
TRANSPORTE BIOLÓGICO 
 O transporte biológico só pode ocorrer em células 
vivas, uma vez que requer gasto de energia. Enquadram-
se nessa categoria duas modalidades distintas de 
transporte: o transporte ativo, em que íons ou moléculas 
são transportados com auxílio de uma proteína carreadora 
contra o gradiente de concentração; e os processos de 
endocitose e exocitose, em que ocorre o transporte de 
macromoléculas para dentro ou para fora da célula, 
respectivamente, por meio da formação de vesículas. 
TRANSPORTE ATIVO 
 No transporte ativo, íons ou moléculas são 
transportados através da membrana contra o gradiente de 
concentração – de um meio menos concentrado para um 
meio mais concentrado. Trata-se, portanto, de um 
processo contrario às leis da difusão, e que, por isso, 
requer gasto de energia e a mediação de uma proteína 
transportadora. 
 Muitos íons são transportados para dentro ou para 
fora das células por transporte ativo. As proteínas 
envolvidas nesse processo são conhecidas como bombas 
iônicas, e a mais conhecida delas é a bomba de sódio-
potássio, que “bombeia” simultaneamente sódio para fora 
e potássio para dentro da célula. 
 Bombas iônicas são muito importantes no 
estabelecimento e na manutenção de uma diferença de 
carga elétrica nas duas faces da membrana plasmática de 
determinadas células, como os neurônios, por exemplo. A 
atuação de bombas de sódio, potássio, cloro, cálcio, 
magnésio e outros íons é essencial para vários processos 
vitais. 
ENDOCITOSE 
 Dá-se o nome de endocitose aos processos de 
internalização de materiais por meio de dobramento de 
uma porção da membrana plasmática, formando assim 
uma vesícula contendo o material englobado. Esse 
processo ocorre de duas maneiras distintas: 
 Por meio da fagocitose, em que a célula forma 
vesículas maiores (vacúolos) contendo moléculas, 
partículas ou até mesmo outras células menores. 
O dobramento se faz graças à emissão de 
expansões temporárias (pseudópodes), em um 
processo de evaginação (dobra para fora), visível 
ao microscópio de luz; 
 Por meio da pinocitose, a célula forma vesículas 
muito pequenas, visíveis apenas ao microscópio 
eletrônico; estas contêm moléculas que 
interessam à célula, dispersas em meio aquoso. O 
dobramento da membrana se faz por 
invaginação. 
EXOCITOSE 
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A exocitose é oposta à endocitose, ou seja, ocorre pela 
fusão de uma vesícula originada no interior da célula com 
a membrana plasmática, o que possibilita que o material 
nela contido seja lançado no meio externo. É esse o 
principal caminho que as células utilizam para a eliminação 
de secreções (como hormônios e enzimas) por elas 
produzidas. 
MEMBRANA PLASMÁTICA E RELAÇÕES COM 
OUTRAS CÉLULAS 
GLICOCÁLICE 
 Chama-se glicocálice a cobertura encontrada na face 
externa da membrana plasmática de muitas células. Ela é 
constituída por moléculas de carboidratos, ancoradas aos 
fosfolipídeos ou às proteínas da membrana. 
 O glicocálice desempenha funções bastante variadas. 
De modo geral, os carboidratos presentes no glicocálice 
funcionam como marcadores que vão orientar e conduzir 
as varias interações de uma célula com outras, 
identificando determinado tipo celular. Essa possibilidade 
de identificação celular é responsável pelo 
reconhecimento, por parte do sistema imune do nosso 
organismo, de células estranhas a ele – sejam elas 
provenientes de organismos de outra espécie (bactérias, 
por exemplo) ou de outro ser humano (o que pode 
conduzir à rejeição de tecidos e órgãos transplantados ou 
ao insucesso de uma transfusãosanguínea). 
ESTRUTURAS DE ADESÃO INTERCE LULAR 
 Em muitos tecidos animais, duas células adjacentes 
estabelecem entre si certas interações, a fim de garantir 
maior aderência e/ou comunicação intercelular. Essas 
estruturas são basicamente de três tipos: 
 Junções adesivas (desmossomos) – regiões de 
contato entre duas células epiteliais, nas quais 
filamentos de queratina estão ancorados à 
membrana plasmática. Uma vez que os tecidos 
epiteliais estão sujeitos, em geral, a forças de 
atrito que poderiam levar uma camada de células 
a se desprender de outra, os desmossomos são de 
grande importância, pois garantem a firme 
adesão das células; 
 Junções oclusivas – impedem a passagem de 
moléculas entre duas células e marcam a 
separação entre as faces apical e lateral das 
células epiteliais; 
 Junções comunicantes – apresentam canais 
proteicos que garantem a permanente 
comunicação entre o citoplasma de duas células 
adjacentes.