Membrana Plasmática

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Membrana Plasmática - Características principais:
A membrana celular ou plasmática é uma camada dupla de moléculas de fosfolipídios.
 
 Proteínas de vários tipos estão inseridas e atravessando completamente a bicamada fosfolipídica, e os carboidratos ligam-se a proteínas e lipídeos na superficie extracelular;
 São estruturas delgadas, que mede cerca de 75 Å de espessura, visíveis detalhadamente apenas em M.Eletrônico
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Diferenciam-se na espessura, nas funções e na composição química. 
São 3 os tipos: 
Protéica: Possui de 76% de proteína, 24% lipidios portanto, alta funcionalidade. Ex: membranas mitocondrial interna, dos tilacóides e procariontes. 
Plasmática: Possui 50% de lipídeos e 50% de proteínas. Ex: membrana mitocondrial externa e membranas eucariontes em geral e dos eritrócitos 
Mielínica: Possui de 79% lipídeos e 17 proteína, e 3% carboidratos, são estruturalmente resistentes. Ex: bainha de mielina dos neurônios
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Membrana plasmática - Funções:
Isolamento Físico - mantém o conteúdo interno ou citoplasmático separado, porém não isolado do meio externo; 
Regulação das trocas com o ambiente: controla a entrada de íons e nutrientes, a eliminação de excretas, e a liberação de produtos de secreção (permeabilidade seletiva);
 
Comunicação entre a célula e seu ambiente: ela contém receptores que permitem reconhecer as moléculas ou as mudanças no ambiente externo;
Suporte estrutural : as proteínas presentes mantém o formato celular, e tb criam junções especializadas que estabiliza a estrutura. 
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 Membrana plasmática - Composição química:
Os principais componentes estruturais de membranas são: 
Lipídios - fosfolipídios, totalizando 25% a 40% 
Proteínas - 60% a 75% são os compostos que participam diretamente na formação de membranas celulares. 
Glicídios e outras moléculas permanentes ou transitórias, 
 Antígenos, Enzimas
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Membrana plasmática - Composição química:
LIPO-GLICO-PROTÉICA
1.Lipídeos:
 ESTRUTURAL. São moléculas anfipáticas (com domínio polar e apolar) que se diferenciam pelo grupamento alcoólico e existem em 3 tipos:
 - FOSFOLIPÍDEOS, como fosfoglicerídeos e esfingolipídeos; - GLICOLIPÍDEOS, como cerebrosídeos (com monossacarídeos) e gangliosídeos (com polissacarídeos) - COLESTEROL, que se encaixa entre os fosfolipídeos e confere rigidez à MP, diminuindo a funcionalidade.
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Membrana plasmática -Composição química:
3. Proteínas: FUNCIONAL. São moléculas também anfipáticas e existem em 2 tipos: 
-INTEGRAIS OU INTRÍNSECAS, são fortemente associadas aos lipídeos sendo, portanto, de difícil remoção; 
- PERIFÉRICAS OU EXTRÍNSECAS, estão fracamente associadas aos lipídeos e podem ser facilmente removidas com expectrina (uma das formas de Hb) 
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 O modelo estrutural mais aceito atualmente é o proposto pelos cientistas Singer e Nicholson em 1972, e corresponde a um aprimoramento de um modelo anterior de Dawson e Danielli.
Segundo o modelo de Singer e Nicholson, a bicamada lipídica está presente, como no modelo proposto por Dawson e Danielli, porém as proteínas não estão imersas na bicamada revestindo-a interna e externamente. Na verdade, as proteínas apresentam uma mobilidade especial, podendo se deslocar lateralmente ou atravessar a bicamada lipídica, projetando-se nas superfícies interna ou externa da membrana plasmática. 
Membrana plasmática - Estrutura: 
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Conclui-se, portanto, que a membrana é relativamente fluida, pois as moléculas de proteínas apresentam certa liberdade de movimentação. Por isso, o modelo de Singer e Nicholson é denominado mosaico fluido.
 Esse modelo é satisfatório para que as membranas celulares possam exercer todas as suas capacidades e funções, especialmente a sua permeabilidade seletiva. 
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Ao microscópio eletrônico, a membrana plasmática apresenta um aspecto trilaminar característico. 
São duas lâminas laterais mais densas, correspondendo aos pólos hidrófilos dos lipídios mais as proteínas, e uma lâmina central mais clara, que corresponde aos pólos hidrofóbicos da bicamada lipídica. 
Este aspecto se repete em todas as membranas da célula, tanto na membrana plasmática quanto na de organelas, como mitocôndrias, cloroplastos, retículo endoplasmático e outros. 
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Microfotografia da membrana plasmática
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REFORÇOS DA MEMBRANA
Em células de vegetais, células animais, bactérias e de outros seres, pode-se encontrar a superfície externa da membrana com uma série de envoltórios com composição e funções variadas. 
1. Glicocálice – é um envoltório externo de células animais formado por glicolipídios e glicoproteínas. 
 
FUNÇÕES: As principais são de proteção, barreira de difusão, enzimática, antigênica – só a porção constante – adesiva, inibição por contato, reconhecimento celular e definição de um ambiente especial, com pH, força iônica e carga elétrica próprios.
. Cada célula tem o seu glicocálice característico como uma espécie de "impressão digital da célula". Esta característica permite que as células de um determinado tecido reconheçam-se entre si, limitando o seu crescimento por inibição de contato.
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Microfotografia de membrana plasmática com vilosidades e glicocálice
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Constituição:
- Variáveis: como as glicoproteínas e as glicosaminoglicanas, que são primeiramente secretadas pela membrana e depois aderidas por ela; 
Constante: como a porção glicídica de glicoproteínas e glicolipídeos. 
As células cancerosas, p. ex., apresentam o seu glicocálice alterado, por isso não param o seu crescimento pelo contato com as células vizinhas, formando então massas celulares que se constituem nos tumores.
Uma aplicação prática desta função seria a proteção contra certos tipos de vírus. Tanto alguns vírus quanto o ác. siálico ou N-acetil-neuramínico (presente em certos glicocálice) possuem carga negativa, ocorrendo, assim, repulsão entre eles.
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REFORÇOS DA MEMBRANA
2.Parede bacteriana é um envoltório externo de muitas bactérias e tem como principal função a manutenção da forma específica de cada bactéria, protegendo-as das variações osmóticas do meio. 
3.Parede celular é o envoltório característico das células vegetais. Ela possui uma composição química complexa e atua principalmente como estrutura esquelética.
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TRANSPORTE ATRAVÉS DAS MEMBRANAS – 
a. FUNÇÕES: 
Incorporação de novas substâncias para o metabolismo celular (nutrição); 
Eliminação de restos metabólicos (excreção); 
Liberação de substâncias especiais para o metabolismo extracelular (secreção). 
E também funções especiais como: polarização de membrana (pela bomba de sódio e potássio) e 
Defesa celular (pela fagocitose em leucócitos).
Equilíbrio hídrico e
Controle da turgescência celular também estão presentes (pela difusão ou osmose)
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TRANSPORTE ATRAVÉS DAS MEMBRANAS
Os componentes hidrofóbicos, solúveis nos lipídios, atravessam facilmente a membrana, por ser esta constituída de uma bicamada lipídica , como é o caso dos ácidos graxos, hormônios esteróides e anestésicos.
 As substâncias hidrófilas, insolúveis nos lipídios, penetram nas células com mais dificuldade, dependendo do tamanho da molécula e também de suas características químicas. 
A configuração molecular poderá permitir que a substância seja transportada por intermédio de um dos mecanismos especiais desenvolvidos durante a evolução, como o transporte ativo e a difusão facilitada.
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TRANSPORTE MEMBRANAS
Permeabilidade Seletiva:
É a capacidade de permitir o trânsito de íons e pequenas moléculas para regulação do volume celular e do pH - obtendo condições ótimas para a realização de reações – para eliminação de toxinas e para extração e concentração de combustíveis metabólicos.
A velocidade da permeabilização é tanto maior quanto maiores forem a lipossolubilidade da molécula passante, a magnitude do gradiente de concentração, a fluidez da membrana e a temperatura ambiente; e tanto maior quanto menores forem o tamanho da molécula passante e a espessura da membrana.
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TRANSPORTE MEMBRANAS
Transporte molecular:
 - Passagem do solvente: difusão osmótica.
 - Passagem do soluto: Transportes ativo e passivo.
a. TRANSPORTE PASSIVO: 
 é impulsionado por gradientes iônicos, não havendo gasto de energia a partir da hidrólise de ATP.
 Podem ocorrer por:
 1. Através da bicamada;
 2. Por difusão facilitada: 
 3. Mediada por canais iônicos ou protéicos: o interior desses canais é polar, o que permite a passagem de íons, e raramente encontram-se sempre abertos, pois geralmente se abrem mediante a um estímulo químico
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Transporte Passivo:
 Osmose - (osmos= empurrar) É um fenômeno de difusão em presença de uma membrana semipermeável. Nele, duas soluções de concentrações diferentes estão separadas por uma membrana que é permeável ao solvente e praticamente insolúvel ao soluto. Há, então, passagem do solvente de onde está em maior quantidade (solução hipotônica) para onde está em menor quantidade (solução hipertônica).
Solução Hipotônica
(Hemólise)
Solução Hipertônica
(Crenação)
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O Prémio Nobel da Química do ano de 2003.
Peter Agre 
Roderick MacKinnon
descoberta das aquaporinas e a pelo trabalho sobre a estrutura e funcionamento de canais iônicos.
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As Aquaporinas são uma classe proteínas integrais de membrana que formam poros na membrana celular.
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TRANSPORTE MEMBRANAS
Transporte passivo: OSMOSE
Com esta passagem, verifica-se um aumento da quantidade de água na solução hipertônica, fazendo com que haja maior diluição da solução e, assim, diminuição da sua concentração.
osmose que possibilita isotônia entre uma substância hipertônica e uma hipotônica, com passagem de solvente através de uma membrana semipermeável. 
Essa pode, inclusive, ser fatal para a célula, como no caso da hemácias que, em presença de soluções pouco concentradas, sofrem hemólise. 
A presença da parede celular nas células vegetais torna peculiar este fenômeno, onde a célula vegetal, mesmo em meios muito pouco concentrados em relação aos seus vacúolos, não explode (deplasmólise). Em soluções hipertônicas esses dois tipos de células apresentam, respectivamente, crenação e plasmólise.
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Osmose
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Osmose
A célula vegetal é vulnerável aos ambientes hipertónicos, a saída da água contida no seu vacúolo, provoca uma diminuição do volume celular e, consequentemente, o afastamento da membrana plasmática relativamente à parece celular. Este fenómeno designa-se comumente por plasmólise. 
                                                                                        
Plasmólise
Deplasmólise
Célula Túrgida
Desligamento da parede celular
Hipotônico
Hipertônico
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Transporte Passivo: Difusão Facilitada
 Passagem do soluto de uma solução hipertônica para uma solução hipotônica, usando uma proteína carreadora, até que elas fiquem em isotonicidade 
São, ainda, substâncias não solúveis em lipídios, o que também impede a sua difusão pela matriz lipídica da membrana. No entanto, estas substâncias passam através da matriz, por transporte passivo, contando, para isto, com o trabalho de proteínas carreadoras (proteínas transportadoras). 
A combinação entre a glicose, por exemplo, e a proteína carreadora forma uma combinação lipossolúvel que passa, então, a difundir-se de um lado para outro da membrana. Do outro lado da membrana, a glicose separa-se do carreador, passa para o interior da célula, enquanto o carreador retorna ao meio externo para buscar mais moléculas de glicose
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 Difusão Facilitada - Algumas substâncias, como a glicose, galactose e alguns aminoácidos têm tamanho superior a 8 Angstrons, o que impede a sua passagem através dos poros. São, ainda, substâncias não solúveis em lipídios, o que também impede a sua difusão pela matriz lipídica da membrana. No entanto, estas substâncias passam através da matriz, por transporte passivo, contando, para isto, com o trabalho de proteínas carregadoras (proteínas transportadoras). 
TRANSPORTE MEMBRANAS
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A velocidade com que a difusão facilitada acontece depende da diferença de concentração de substâncias nos dois lados da membrana, da quantidade de carreadores disponíveis e da velocidade com que as reações se processam. 
No caso da glicose, a velocidade de sua difusão é grandemente aumentada com a presença de maior quantidade de insulina, hormônio secretado pelo pâncreas. Não se sabe, ainda, se o efeito da insulina está no aumento dos carreadores ou no aumento da velocidade de processamento das reações químicas entre a glicose e o carreador.
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Transporte Passivo:
Difusão Passiva - Muitas substâncias penetram nas células ou delas saem por difusão passiva, isto é, como a distribuição do soluto tende a ser uniforme em todos os pontos do solvente, o soluto penetra na célula quando sua concentração é menor no interior celular do que no meio externo, e sai da célula no caso contrário. Neste processo não há consumo de energia. Ocorre a favor do gradiente.
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Transporte Passivo:
Difusão Passiva - Muitas substâncias penetram nas células ou delas saem por difusão passiva, isto é, como a distribuição do soluto tende a ser uniforme em todos os pontos do solvente, o soluto penetra na célula quando sua concentração é menor no interior celular do que no meio externo, e sai da célula no caso contrário. Neste processo não há consumo de energia. Ocorre a favor do gradiente.
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TRANSPORTE ATIVO
- Há hidrólise de ATP para produção de energia.
- Emprego de translocadores: 
BOMBAS IÔNICAS: Mecanismos que transportam íons de - Na e K ATPase: mantém o potencial negativo no interior celular, como fora explicado anteriormente.
de H : mantém o pH em mitocôndrias e lisossomos.
de Ca ATPase: membranas do retículo sarcoplasmático e eritrócitos.
- de H e K ATPase: membranas parietais do estômago
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TRANSPORTE MEMBRANAS
 Transporte Ativo - Bomba de NA+ e K+: Este tipo de transporte se dá, quando íons como o sódio (Na+) e o potássio (K+), tem que atravessar a membrana contra um gradiente de concentração.
 
Ocorre concentrações diferentes, dentro e fora da célula, para o sódio e o potássio. 
Na maioria das células dos organismos superiores a concentração do sódio (Na+) é bem mais baixa dentro da célula do que fora desta. 
O potássio (K+), apresenta situação inversa, a sua concentração é mais alta dentro da célula do que fora desta. 
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Neste caso há consumo de energia e a substância pode ser transportada de um local de baixa concentração para um outro de alta concentração. O soluto na difusão ativa pode ser transportado contra um gradiente. O transporte ativo é bloqueado pelos inibidores da respiração como o dinitrofenol, cianetos, azida, e iodoacetato, inibidores da síntese de ATP.
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Juntos esses dois receberam o nome de bomba de sódio e potássio. 
Todo este mecanismo de transporte ativo que mantém tais distribuições iônicas é de suma importância para a transmissão
do impulso nervoso.
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