Membrana Plasmática

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Membrana Plasmática
PROF. DR. ISMAEL LEITE MARTINS
Doutor e Mestre em Farmacologia
MBA em Gestão e Auditoria em Sistema de Saúde
Farmacêutico Industrial
 A célula, em conceito muito amplo, pode ser considerada 
como:
– A unidade fundamental dos seres vivos.
– A menor estrutura biológica capaz de ter vida autônoma.
 As células existem como seres unicelulares, ou fazendo 
parte de seres mais complexos, os pluricelulares.
 Com relação à suficiência de alimentação, os seres vivos, e 
também suas células constituintes, dividem-se em duas grandes 
classes:
– Autótrofos (auto, por si mesmo; trophos, nutrição) – aqueles 
que sintetizam todos os componentes moleculares que precisam 
para viver.
– Heterótrofos (heteros, diferente; trophos, nutrição) – aqueles 
que necessitam receber algumas moléculas (ou precursores), de 
outros seres vivos, ou de outras fontes. 
– As algas verdes são um exemplo clássico de autótrofos e a 
Entamoeba coli, de heterótrofo. A Euglena viridis, em presença 
de luz, é autotrófica, em ausência, heterotrófica. Os vírus não são 
células, e utilizam parte da maquinaria de células hospedeiras 
para se reproduzirem. 
 As células, tanto de seres vivos uni, como pluricelulares, são 
classificadas em três tipos gerais de acordo com o refinamento 
estruturas: 
– Procariócitos: as mais rudimentares, sem membrana nuclear. 
– Eucariócitos: as mais sofisticadas, com membrana nuclear.
– Fotossintéticas: desenvolvimento intermediário entre as 
precedentes. Utilizam Energia Radiante para sintetizar 
biomoléculas. 
 Bicamada lipídica.
 7,5 a 10 nm (não visíveis ao Microscópio Óptico)
 Constituída por dois folhetos: interno e externo 
(constituídos por fosfolipídios, colesterol, e 
glicoproteínas).
 Glicoproteínas representam 50% do peso:
- proteínas integrais (transmembrana) e
- proteínas periféricas.
I- Modelo do Sanduíche
Dawson e Danielli (1935)
II- Modelo do Mosaico Fluido
Singer e Nicholson (1972)
Formado por 2 camadas de lipídios 
com proteínas mergulhadas entre 
eles. 
Formado por 2 camadas de lipídios 
envolvidas por 2 camadas de 
proteínas.
OBS: Na década de 70, testes com enzimas (fosfolipases) e com aquecimento mostraram que 
o modelo do sanduíche não era real. Criou-se o modelo atual (Mosaico Fluido).
Fosfolipídios Proteínas
Colesterol
Modelo do Mosaico Fluido
 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. 
Membrana de hemácia ao Microscópio 
Eletrônico com aumento de 240.000 x
Extremidade
Hidrofílica
Cadeia
Hidrofóbica
Meio extracelular
Meio intracelular
(a) Bicamada de fosfolipídios da membrana
 Os lipídios das membranas são 
moléculas longas com uma 
extremidade hidrofílica e uma 
cadeia hidrofóbica.
 As macromoléculas que 
apresentam esta característica de 
possuírem uma região hidrofílica 
e, portanto, solúvel em meio 
aquoso, e uma região hidrofóbica, 
insolúvel em água, porém solúvel 
em lipídios, são ditas anfipáticas.
 Lipídios da membrana plasmática: 
fosfoglicerídeos, 
esfingolipídios e colesterol.
• Os fosfoglicerídeos e os 
esfingolipídios contêm o radical 
fosfato e são chamados de 
fosfolipídios.
Proteína transmembrana
Cadeia gilcídica de 
glicoproteína
Proteína
periférica
Cadeia glicídica de glicolipídio
Outro constituinte anfipático importante das membranas celulares são os glicolipídios, 
designação genérica para todos os lipídios que contêm hidrato de carbono, com ou sem 
radicais fosfatos. Os glicolipídios mais importantes nas células dos animais são os
glicoesfingolipídios, que são componentes de muitos receptores da superfície celular.
 A membrana plasmática possui grande 
variedade de proteínas, que podem ser 
separadas em dois grupos, as integrais 
ou intrínsecas e as periféricas ou 
extrínsecas, dependendo da facilidade 
de extraí-las da bicamada lipídica.
 As proteínas integrais estão firmemente 
associadas aos lipídios e só podem ser 
separadas da fração lipídica através de 
técnicas drásticas, como o emprego de 
detergentes.
 As proteínas extrínsecas podem ser 
isoladas facilmente pelo emprego de 
soluções salinas.
 Setenta por cento das proteínas da 
membrana são integrais.
Região
Hdrofílica
da proteína
Bicamada de
fosfolipídios
Região hidrofóbica
da proteína
Modelo do mosaico fluido
– Os resíduos 
hidrofóbicos das 
proteínas estão no 
mesmo nível das 
cadeias 
hidrofóbicas dos 
lipídios, e 
– Os resíduos 
hidrofílicos das 
proteínas ficam na 
altura das cabeças 
polares dos lipídios, 
em contato com o 
meio extracelular ou 
com o citoplasma.
• As proteínas da membrana possuem resíduos hidrofílicos e 
hidrofóbicos, e ficam mergulhadas na camada lipídica, de tal modo que: 
 Algumas proteínas integrais 
atravessam inteiramente a 
bicamada lipídica, fazendo saliência 
em ambas as superfícies da 
membrana, sendo denominadas 
proteínas transmembrana. 
 As proteínas transmembrana podem 
atravessar a membrana uma única 
vez, ou então apresentar a molécula 
muito longa e dobrada, 
atravessando a membrana várias 
vezes, recebendo então o nome de 
proteínas transmembrana de 
passagem múltipla.
 Manutenção da integridade da estrutura da 
célula;
 Controle da movimentação de substâncias para 
dentro e fora da célula (permeabilidade 
seletiva);
 Regulação das interações intercelulares;
 Reconhecimento através de receptores de 
antígenos de células estranhas e células 
alteradas; 
 Interface entre o citoplasma e o meio externo;
 Estabelecimento de sistemas de transporte para 
moléculas específicas;
 Transdução de sinais extracelulares.
Funções da Membrana Plasmática
Fibras da 
matriz
extracelular
Citoesqueleto
Citoplasma
Adesão do 
citoesqueleto
à matriz 
extracelular
a
b
Reconhecimento
celular
c
d
Atividade enzimática
Transporte
e Junção 
Intercelular f Reconhecimento
célula-célula
Citoplasma
Boa elasticidade Devido a presença de proteínas 
específicas que oferecem esta 
capacidade.
Boa capacidade de regeneração Ocorre regeneração rápida para 
pequenas rupturas de membrana.
Boa resistência elétrica Devido a presença dos lipídios que 
são bons isolantes térmicos e 
elétricos.
Baixa tensão superficial A força de união entre as moléculas 
de lipídios é pequena.
Permeabilidade seletiva A membrana seleciona tudo o que 
entra ou sai da célula.
 São passagens que permitem a 
comunicação entre o lado externo e 
o interno da célula.
 Os canais podem possuir carga 
positiva, negativa ou serem 
destituídos de carga elétrica. A 
carga se origina de grupos laterais 
de proteínas, como COO- e NH3
+.
 A natureza da carga seleciona os 
íons:
– Canais positivos, repelem cátions 
(+) deixa passar ânions (–).
– Canais negativos, repelem ânions (–
) deixam passar cátions (+)
• Há canais sofisticados que 
possuem, além da barreira da 
carga, um ou dois portões que se 
abrem sob comando. O canal de 
Na+ é desse tipo. 
Diâmetro dos Canais vs.
Volume dos Transeuntes
 Além da carga, o diâmetro dos 
canais seleciona os passantes 
conforme o volume dos íons.
Concentração dos Íons 
e Direção do Transporte
• O trânsito, nos canais, é 
passivo, e se faz de acordo com 
o gradiente de concentração: 
“Sempre do lado mais 
concentrado, para o menosconcentrado”
Canal protéico
Meio extracelular
Citoplasma
 São regiões que possuem moléculas de 
uma determinada espécie química, em 
alta concentração. Daí, moléculas afins 
se difundem com mais facilidade através 
dessas zonas.
 Acredita-se que as ZDF sejam 
importantes trajetos para participantes 
de processos imunológicos das células, 
permeando antígenos e anticorpos. 
Hormônios esteróides também transitam 
através de ZDF.
 São sítios que possuem 
estrutura adequada à ligação de 
certas moléculas que, ao se 
ligarem deslancham uma série 
de processos celulares.
 Existem receptores na 
membrana e no citossol. 
Membrana
plasmática Hepatócito
Colesterol
processado
Colesterol
Proteína
Partícula de LDL
Capa de fosfolipídio
Receptor
Receptores para Hormônios Protéicos e 
Esteróides
Hormônios 
esteróides
Núcleo Citoplasma
Receptor na 
membrana
Vaso sangüíneo
Hormônios
protéicos
Membrana celular
Receptor
citoplasmático
Ativação do mensageiro secundário
Enzimas ativadas
Resposta na célula-alvo
Estimula a síntese 
protéica
 São mecanismos capazes de 
realizar transporte ativo, isto é, 
contra gradientes de concentração, 
elétrico, ou ambos.
 Os operadores utilizam ATP como 
fonte de Energia.
 O princípio operacional é simples: a 
molécula a ser transportada se 
encaixa no operador, que muda sua 
conformação, segurando-a. Uma 
molécula de ATP se encaixa na 
fenda que resultou da mudança de 
conformação do operador, é 
hidrolizada, e libera energia para 
outra mudança maior, com 
realização de Trabalho.
• O sentido normal do trânsito é 
unidirecional: operadores que 
introduzem substâncias na célula, 
não são os mesmos que excretam 
essas mesmas substâncias.
• Existe sempre uma molécula de 
ATP envolvida no processo.
• Bastante conhecida é a Na+–K+–
Mg2+ ATPase, conhecida como 
sódio-potássio-ATPase, que 
participa de um operador muito 
importante, que é a bomba de 
sódio.
I.c- Osmose
I.b- Difusão Facilitada
I.a- Difusão Simples
I-Transportes Passivos II-Transporte Ativo
III.b- Pinocitose
III.a- Fagocitose
III- Endocitoses
Transportes Através da
Membrana Plasmática
Obs: Concentração das Soluções
•Solução Hipotônica = é a menos concentrada.
•Solução Hipertônica = é a mais concentrada.
•Soluções Isotônicas = são soluções iguais.
Moléculas de corante Membrana
(a) Transporte passivo de um tipo de molécula.
Equilíbrio
(b) Transporte passivo de dois tipos de moléculas.
Equilíbrio
É a passagem de soluto do meio hipertônico
para o meio hipotônico através de uma 
membrana permeável.
A B
Antes Durante
C D
Depois
Solução Hipertônica
Solução hipotônica
Ocorre com:
O2,
CO2,
Íons minerais.
Soluções 
isotônicas
É a passagem de soluto do meio hipertônico para o 
meio hipotônico, através de uma membrana 
permeável, com ajuda das proteínas transportadoras 
(permeases).
A - Permeases incrustadas na 
membrana, prontas pra se ligarem a 
outros compostos.
B - Ao tocar na proteína receptora, 
a substância é capturada.
C - A permease muda de forma e 
se movimenta na camada de lipídio, 
levando a molécula capturada para o 
outro lado.
D - A substância transportada é liberada dentro 
da célula e a permease adquire sua configuração 
original.
IMPORTANTE:
ocorre com:
 aminoácidos,
 monossacarídeos,
 vitaminas.
Solução
Hipotônica
Solução
Hipertônica Soluções Isotônicas
Molécula de açúcar
(soluto)
Membrana
Osmose
É a passagem de solvente do meio hipotônico para o meio 
hipertônico, através de uma membrana semi-permeável
Célula
Animal
Normal Hemólise
Plasmolisada
Célula
Vegetal
Flácida Túrgida
Membrana
Plasmática
(a) Solução Isotônica (b) Solução Hipotônica (c) Solução Hipertônica
Crenada
SC = SI - M
SC: força de sucção celular total SI: sucção interna do vacúolo
M: força de resistência da parede celular.
SC = SI – M
SI = M
SC = 0
SC = SI – M
M = 0
SC = SI
SC = SI – M
M < 0
SC = SI – ( -M )
SC = SI + M
Célula Normal
P.C
M.P.
Núcleo
Citoplasma
Vacúolo
Célula Túrgida
Em meio hipotônico
Célula plasmolisada
Em meio hipertônico
Célula Murcha
Ao ar atmosférico
É a passagem de soluto do meio hipotônico para o meio hipertônico, 
através de uma membrana permeável, com auxílio de proteínas 
transportadoras.
Características:
1. Ocorre contra um gradiente 
de concentração.
2. Há gasto de energia (ATP).
3. Só ocorre em células vivas.
4. Utiliza-se das permeases,
proteínas transportadoras.
5. Há acúmulo de mitocôndrias 
próximo ao local de 
transporte.
Bomba de Sódio e Potássio
CARREGADOR 
CANAL
Alterações 
conformacionais 
maiores
Alterações 
conformacionais 
menores
Alteração conformacional
Carregadores transportam:
1. íons
2. solutos orgânicos
CANAIS IÔNICOS ativados 
por:1. 
voltagem2. 
ligantes
3. 
estiramento
Estado 
aberto
Estado 
fechado
 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. 
 Encontramos 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. 
Meio extracelular
Citoplasma
Bomba 
de Na+ e
K+
 UNIPORTE = transportadores que 
carregam um único soluto em uma única 
direção.
Proteína ligante de Cálcio 
 SIMPORTE = transportadores que 
carregam dois solutos na mesma 
direção.
Aminoácidos + sódio do intestino 
para as células
 ANTIPORTE = transportadores que 
carregam dois solutos em direções 
opostas.
Bomba Na+ e K+
1. Hidrólise do ATP: fosforilação do 
carregador
2. Mudança da afinidade do sítio de 
ligação: o soluto se liga ao sítio.
3. Remoção do fosfato e 
diminuição da afinidade do sítio ao 
soluto
4. Liberação do soluto
5. Conformação da molécula 
que permite nova fosforilação
ATPase
Tipo P
Tipo V Tipo F
O influxo de Na+ é passivo e o do outro soluto ocorre 
na ausência ou contra seu gradiente, é, portanto 
ativo.
Resumo dos Tipos de Transporte 
através das Membranas Celulares
Difusão simples Difusão facilitada
Transporte passivo Transporte ativo
BAIXA CONCENTRAÇÃO DE SOLUTOS
ALTA CONCENTRAÇÃO DE SOLUTOS
Bicamada 
lipídica
Canal 
protéico
Molécula transportada
Energia
Proteína 
transportadora
TRANSPORTE 
PASSIVO:
TRANSPORTE 
ATIVO
não espontâneo
na ausência ou contra a 
força movente
concentrativo
espontâneo
a favor da força 
movente
dissipativo
III.a - Fagocitose (“Fago = comer "), que envolve a ingestão de partículas grandes como 
microrganismos e pedaços de células, via vesículas grandes denominadas fagossomos, geralmente 
maior que 250 nm de diâmetro. Ocorre com amebas e leucócitos.
Endocitose é o processo através do qual as células captam 
macromoléculas, substâncias particuladas e, em casos 
especializados outras células. Dois tipos principais de endocitose 
podem ser distinguidos com base no tamanho das vesículas 
endocíticas formadas: 
III.b - Pinocitose (“Pino = beber "), que envolve a ingestão de fluidos e solutos através de 
vesículas pequenas de 150nm de diâmetro. Ocorrecom a grande maioria das células.
FagossomaPseudópodo
Vacúolo digestivo
Vacúolo residual
Clasmocitose
Alimento
Lisossomo primário
gotículas
Cél. intestinal invaginação
Pinossomo Vacúolo digestivo
Endocitose
Meio extracelular
Citoplasma
Membrana
Plasmática
Quando a transferência de macromoléculas dá-se do citoplasma para o meio 
extracelular, o processo recebe o nome de exocitose.
Por exemplo, as células secretoras de proteínas, como as do pâncreas 
exócrino, acumulam o produto de secreção em grânulos citoplasmáticos 
revestidos de membrana, que se fundem com a membrana celular e se abrem 
para o exterior da célula, eliminando assim, por exocitose, as macromoléculas 
secretadas.
VESÍCULA
MEMBRANA
PLASMÁTICA
CITOPLASMA MEIO EXTRACELULAR
Meio extracelular
Membrana
Plasmática
Citoplasma
1. Zônulas de Oclusão 
ou Junções Oclusivas
2. Zônulas de Adesão
3. Desmossomos
4. Junções tipo GAP 
ou Junções 
Comunicantes
5. Lâmina basal
6. Hemidesmossomos
1
2
3
4
5
6
Especializações da 
Membrana Plasmática Baso-
Lateral
Zônulas de Oclusão (ZO)
Zônulas de Adesão (ZA)
Desmossomos (D)
Junções Comunicantes (JC)
 Zônulas de oclusão
- São as junções mais apicais.
- São caracterizadas pela íntima 
justaposição das membranas 
celulares de células vizinhas, com a 
fusão dos folhetos externos das 
membranas.
- Formam uma barreira que impede a 
passagem de moléculas por entre 
as células epiteliais.
 Zônulas de adesão
- Esta junção circunda toda a volta da 
célula e contribui para a aderência 
entre células vizinhas.
- Nesta zônula há uma discreta 
separação entre as membranas 
celulares e um pequeno acúmulo de 
material elétron-denso na superfície 
interna (citoplasmática) dessas 
membranas.
 Junções comunicantes ou 
gap junctions ou néxus
- Caracterizam-se pela aposição das 
membranas de células adjacentes.
- São formadas por hexâmeros 
protéicos, cada um com um poro 
hidrofílico central de 1,5 nm.
- Estes canais permitem a passagem de 
moléculas informacionais, como AMP 
cíclico, GMP, íons, etc, e podem 
propagar informações entre células 
vizinhas.
- Alguns desmossomos contêm um 
material eletrodenso no espaço 
intercelular. Na face citoplasmática 
de cada membrana existe uma 
placa circular constituída de ao 
menos 12 proteínas na qual se 
prendem filamentos intermediários 
de queratina (tonofilamentos).
 Desmossomos ou 
máculas de adesão
- São estruturas complexas em 
forma de disco, constituídos pelas 
membranas de células contíguas.
- Na região do desmossomo, as 
membranas celulares se afastam 
deixando entre elas um espaço de 
30 nm ou mais.
Junções de oclusão 
Trama terminal: 
estrutura localizada no pólo apical 
das células e que contém a proteína 
espectrina, filamentos de actina e 
filamentos intermediários.
Junções comunicantes
Desmossomos
Hemidesmossomos
Junções Celulares
- Morfologicamente, estas estruturas 
têm o aspecto de meio 
desmossomo, localizado na 
membrana da célula epitelial.
- Auxiliam a fixação da célula 
epitelial à membrana basal 
subjacente e são mais freqüentes 
onde o epitélio está sujeito a atritos 
fortes.
Hemidesmossomo
Fibrila de colágeno
em corte transversal
Lâmina densa
da membrana basal
Lâmina rara
 Cílios: extensões filamentosas e móveis da superfície de certas células
(traquéia e fossas nasais mecanismos de defesa; tubas uterinas
movimento do ovócito e zigoto). Contêm em seu interior nove pares de
microtúbulos periféricos e um par central, dispostos circularmente.
 Estereocílios: são expansões longas e filiformes da superfície livre de certas
células epiteliais; não possuem movimentos e são encontrados nas células
epiteliais que revestem o ducto deferente. Aumentam a superfície celular,
facilitando a absorção de água e outras moléculas.
 Flagelos: têm estrutura semelhante à dos cílios, porém são mais longos. Estão
presentes nos espermatozóides.
 Microvilosidades ou microvilos: expansões digitiformes do citoplasma
recoberta por membrana e contendo numerosos microfilamentos de actina.
Aumentam a superfície de absorção (intestino delgado e túbulos contorcidos
proximais dos rins).
Microvilosidades
Cílios
Estereocílios
 Cobertura formada por carboidratos ligados a proteínas e lipídios da 
membrana plasmática formando glicoproteínas e glicolipídios que 
participam:
- da adesão celular;
- do reconhecimento celular;
- da determinação de grupos sangüíneos;
- da inibição por contato (determina o crescimento dos órgãos);
- proteção da superfície celular às lesões mecânicas e e químicas.