MEMBRANA CELULAR

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MEMBRANA CELULAR
A membrana Plasmática separa o meio celular do meio intracelular do meio extracelular e é responsável pelo controle da penetração e saída de substâncias da célula.
Ela só pode ser vista através de microscopia eletrônica, porem a sua descoberta se deu antes da criação desse equipamento.
A membrana plasmática participa de inúmeras funções celulares. É responsável pela constância do meio intracelular, que é diferente do meio extracelular. Para que as células funcionem, cresçam e se multipliquem, é necessário que as substâncias adequadas sejam selecionadas e transferidas para dentro da célula e as substâncias desncessárias sejam impedidas de penetrar ou, então, eliminadas do citoplasma.
Graças ao seus receptores específicos, a membrana tem a capacidade de reconhecer outras células e diversos tipos de moléculas, como, por exemplo, os hormônios.
Através de suas membranas, algumas células se prendem fortemente umas a outras, formando muitas vezes, camadas que delimitam compartimentos diferentes. Um bom exemplo do que estamos falando é a camada epitelial que recobre internamente o trato digestivo e constitui uma barreira com permeabilidade seletiva, situada entre o meio interno e o meio externo.
Em muitos tecidos, as membranas celulares apresentam moléculas que se ligam a componentes da matriz extracelular, participando assim, tanto da fixação da célula em determinado local (ligações estáveis) como servindo de apoio para migração celular (ligações instáveis) no interior do tecido.
As células eucariontes possuem um elaborado sistema de membranas plasmáticas (exemplos: envoltório nuclear, mitocôndrias, retículo endoplasmático, cloroplastos, aparelho de Golgi) que divide a célula em compartimentos. As mitocôndrias e cloroplastos são subdividido internamente, ampliando ainda mais a compartimentalização intracelular. Desse modo, a célula executa, em separado e com mais eficiência, funções especializadas que não poderiam ser realizadas em um único compartimento.
Nas membranas estão presos muitos sistemas enzimáticos e isso possibilita uma ordenação seqüencial de cada enzima, aumentando a eficiência do sistema.
As moléculas enzimáticas fixam-se às membranas numa seqüência tal que o produto de uma enzima é processado pela enzima ao lado, e assim sucessivamente, até a obtenção do produtos final da cadeia enzimática.
Graças ao isolamento de membranas, descobriu-se que a membrana plasmática e as demais membranas celulares são constituídas principalmente por lipídios, proteínas e hidratos de carbono ligados aos lipídios e proteínas. A proporção desses componentes varia muito conforme cada tipo de membrana.
Lipídios das membranas
São moléculas longas com uma extremidade hidrofílica e uma cadeia hidrofóbica. As macromoléculas que possuem uma região hidrofílica (que é solúvel em meio aquaso) e uma região hidrofóbica (insolúvel em água, porem solúvel em lipídios) são ditas anfipáticas.
Os lipídios mais comuns encontrados na membranas celulares são fosfoglicerídeos, esfingolipideos e colesterol. Os fosfoglicerídeos e os esfingolipídios contem o radical fosfato e são chamados fosfolipídios.
Outro constituinte anfipático importante das membranas são os glicolipidios (lipídios que contem hidratos de carbono, com ou sem radicais de fosfato. Nas células animais, os glicolipídios mais ambundantes são glicoesfingolipidios. Eles compõem os receptores da superfície celular.
A membrana é uma estrutura lipoproteica fluida
Todas as membranas celulares apresentam a mesma organização básica. Ela é formada por duas camadas lipídicas fluidas e contínuas, onde estão inseridas moléculas protéicas, constituindo um mosaico fluido.
As moléculas da camada dupla de lipídios estão organizadas com suas cadeias apolares (hidrofóbica) voltadas para o interior da membrana, enquanto as cabeças polares (hidrofílicas) ficam voltadas para o meio extracelular ou para o citoplasma, que são meios aquosos. Essas duas camadas lipídicas estão associadas devido a interação hidrofóbica de suas cadeias apolares. 
Assim, podemos afirmar que a membrana é constituída por uma camada hidrofóbica média e duas camadas hidrofílicas, sendo uma interna e outra externa.
Proteínas da membrana plasmática
A membrana plasmática possui grande variedade de proteínas, que podem ser divididas em dois grandes grupos: integrais ou intrísecas e as periféricas ou extrínsecas. Elas serão caracterizadas pela facilidade de extraí-las da bicamada lipídica.
As proteínas integrais estão firmemente ligadas aos lipídios e só podem ser separadas da fração lipídica por meio de técnicas drásticas, como o emprego de detergente. 70% das proteínas da membrana plasmática são integrais. As moléculas das proteínas integrais, graças às regiões hidrofóbicas situadas na sua superfície, prendem-se aos lipídios da membrana por interação hidrofóbica, deixando expostas ao meio aquoso apenas das suas partes hidrofílicas.
Algumas dessas moléculas protéicas atravessam inteiramente a bicamada lipídica, fazendo saliência em ambas as superfícies da membrana, sendo denominada proteínas transmembrana.
As principais proteínas da membrana são: espectrina, banda 3 e glicoforina.
A membrana plasmática é assimétrica 
A membrana plasmática possui estrutura trilaminar. Ela é observada assim em todas as membranas da célula e por isso foi denominada unidade de membrana ou membrana unitária. Porem, mesmo sendo parecidas morfologicamente, elas não são iguais nem na morfologia, nem nas funções. Elas apresentam diferenças na espessura de suas lâminas e apresentam propriedades enzimáticas bem diferente, alem de ser diversificada sua composição lipídica.
Glicocálice
É uma região da superfície externa da membrana plasmática que é rica em hidratos de carbono ligados a proteínas ou a lipídios. Em sua maior parte, o glicocálice é uma extensão da própria membrana e não uma camada separada.
O glicocálice é constituído:
- pelas porções glicídicas das moléculas de glicolipidios da membrana plasmática que fazem saliência na superfície da membrana;
- por glicoproteínas integrais da membrana ou adsorvidas após secreção;
- por algumas proteoglicanas, que foram secretadas e adsorvidas pela superfície celular
As glicoproteínas que são secretadas e que são encontradas com mais frenquencia no glicocálice são: fibronectina, vinculina e laminina.
As células se reconhecem
A superfície celular é dotada de especificidades que permite às células se reconhecerem mutuamente e estabelecerem certos tipos de relacionamento.
Transporte através da membrana 
Os compostos hidrofóbicos, solúveis nos lipídios, como os ácidos graxos, hormônios esteróides e anestésicos, atravessam facilmente a membrana. Já as substâncias hidrofílicas, insolúveis nos lipídios, penetram a célula com mais dificuldade, dependendo do tamanho da molécula e, também, de suas características químicas.
PERMEABILIDADE A ÁGUA
A membrana celular é muito permeável à água. Quando são colocadas em uma solução hipotônica, as células aumentam de volume devido a penetração de água. Se esse aumento for muito acentuado, a membrana plasmática rompe e o conteúdo da célula extravassa. Esse fenômeno é conhecido como lise celular. O contrário acontece quando a célula é colocada em uma solução hipertônica. Nesse ambiente, as células diminuem de tamanho devido a saída de água. Nas soluções isotônicas, o volume a forma das células não se alteram.
Nas células das plantas ocorre fenômeno semelhante ao observado nas dos animais, mas as conseqüência são diferentes devido a parede de celulose. Em soluções hipertônicas, as células das plantas perdem água e diminuem de volume, separando-se o citoplasma da parede celular, que é rígida. Esse fenômeno é chamado de plasmólise. Quando colocada em meio hipotônico, a célula vegetal aumenta de volume, como o eritrócito, mas não se rompe devido a parede de celulose. Essa parede limita o aumento de volume da célula e o mantem dentro de uma faixa que não excede a resistência da membrana plasmática.O aumento sofrido por uma célula vegetal, ao passar de uma solução hipertônica para uma solução hipotônica, chama-se desplasmólise.
DIFUSÃO PASSIVA
Acontece quando não há gasto de energia. Trata-se de um processo físico de difusão a favor de um gradiente. Nessa situação, o soluto está em maior quantidade no meio externo e menor quantidade no meio interno.
TRANSPORTE ATIVO
Nesse outro processo de passagem através da membrana celular há consumo de energia fornecida por ATP. A substância pode ser transportada de um local de baixa concentração para um outro de alta concentração.
DIFUSÃO FACILITADA
Nesse caso, não há gasto de energia e a difusão se processa em favor de um gradiente e com uma velocidade maior que aquela registrada na difusão passiva. Nessa difusão, a velocidade é proporcional à concentração do soluto, exceto em concentrações muito baixas.
Na difusão facilitada, a substância penetrante se combina com uma molécula transportadora ou permease, localizada na membrana plasmática. Quando todas as moléculas transportadoras estão ocupadas, a velocidade de penetração não pode aumentar.
TRANSPORTE EM QUANTIDADE
As células são capazes de transferir para o seu interior, em bloco, grupos de macromoléculas (proteínas, polissacarídeos, polinucleotídeos) e, até mesmo, partículas visíveis ao microscópio óptico, como bactérias e outros microorganismos. Esse transporte depende de alterações morfológicas da superfície celular, onde se formam dobras que englobam o material a ser introduzido na célula. O transporte em quantidade para dentro da célula, também chamado de endocitose, é feit por dois processos: fagocitose e pinocitose. Quando a transferência de macromoléculas tem lugar em sentido inverno, isto é, do citoplasma para o meio celular, o processo recebe o nome genérico de exocitose. Para sua realização, a exocitose depende das proteínas fusogênicas, que possibilitam a fusão das membranas das vesículas de exocitose com a membrana plasmática.
Fagocitose – É o processo onde a célula, graças à formação de pseudópodos, engloba no seu citoplasma partículas sólidas que, por suas dimensões, são visíveis ao microscópio óptico. Nos protozoários, a fagocitose é um processo de alimentação; nos animais representa um mecanismo de defesa, onde as células fagocitárias, englobam e destroem partículas estranhas, principalmente microorganismos invasores.
Durante a fagocitose forma-se um vacúolo que será denominado de fagossomo. Durante esse fenômeno, ele é puxado para a profundidade do citoplasma pela atividade motora do citoesqueleto. Então, ele se funde com o lisossomo, ocorrendo então a digestão do material fagocitado pelas enzimas hidrolíticas dos lisossomos.
Pinocitose – É o englobamento de gotículas de liquido. Nesse processo, ocorre a invaginação de uma área localizada da membrana plasmática, formando-se pequenas vesículas que são puxadas pelo citoesqueleto e penetram no citoplasma. Na pinocitose não-seletiva, as vesículas englobam todos os solutos que estiverem presente no fluido extra-celular. Todavia, na maioria das células, a pinocitose é seletiva e realizada em duas etapas. Na primeira, a substancia a ser incorporada adere a receptores da superfície celular; na segunda, a membrana se afunda e o material a ela aderido passa por uma veísula. Então, ela se destaca da superfície celular e penetra no citoplasma. 
Estruturas especializadas asseguram a junção celular, a vedação do espaço intercelular e a comunicação entre células
As estruturas juncionais podem ser divididas em três grupos:
Desmossomos e junções aderentes – a principal função é unir fortemente as células umas às outras ou a matriz extracelular
Zônula oclusiva – promove a vedação entre as células
Junção comunicante – estabelece a comunicação entre uma célula e outra.
DEMOSSOMO
Os demossomos são constituído por membranas de duas células vizinhas. Neles, nota-se uma camada amorfa, elétron-densa, na face citoplasmática de cada membrana, chamada de placa de demossomo.
Os demossomos são locais onde o citoesqueleto se prende a membrana celular e, como as células aderem umas às outras, forma-se um elo de ligação do citoesqueleto de células vizinhas.
JUNÇÃO ADERENTE
É uma formação encontrada em diversos tecidos. Ela promove a adesão entre as células e oferece um local de apoio para os filamentos que penetram nos microvilos das células epiteliais com borda estriada.
ZÔNULA OCLUSIVA
É uma faixa contínua em torno da porção apical de certas células epiteliais, que veda, total ou parcialmete, o trânsito de íons ou moléculas por entre as células. A junção oclusiva vai permitir a existência de potenciais elétricos diferentes, que é uma conseqüência de diferenças na concentração iônica entre as duas faces da camada epitelial.
Trata-se, portanto, de uma estrututura responsável pela formação de compartimentos funcionalmente separados, muitas vezes constituídos por camadas epiteliais com junções oclusivas bem desenvolvidas.
COMPLEXO FUNCIONAL
Está presente em vários epitélios próximo à extremidade celular livre. O complexo é constituído por zônula oclusiva, zônula aderente e uma fileira de demossomos. Trata-se de uma estrutura de vedação e adesão.
JUNÇÃO COMUNICANTE
trata-se de uma ocorrência muito freqüente nas células epiteliais de revestimento, glandulares, musculares lisas, musculares cardíaca e nervosas. A principal função é estabelecer a comunicação entre as células, permitindo que os grupos celulares funcionem de modo coordenado e harmônico, formando um conjunto funcional. Através das junções comunicantes podem passar de célula para célula substanciais naturais diversas como nucleotídeos, aminoácidos e íons. Essas junções podem coordenar e ampliar a resposta de grupos celulares a estímulos fisiológicos. Essas junções podem passar de um estado de pouca permeabilidade para um estado de grande permeabilidade e, desse modo, abrem ou fecham a comunicação entre as células.