Membrana celular, glicocalix e hemoglobina

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Membrana celular e o glicocálix
 
 A membrana celular é universal, isto é, esta presente em todas as células. Tem como funções delimitar e proteger a célula, além de controlar o que entra e sai dela através da permeabilidade seletiva. A membrana celular é formada ,quimicamente, por lipidios e proteínas, com resíduos de glicídios. Atualmente, o modelo do mosaico fluido é o mais aceito, por encontrar apoio em varias evidencias experimentais.
                                                                                                      
   
  
                       composição quimíca da membrana celular                          
	proteínas
	  60%
	Enzimas, glicoproteínas e polipeptídeos
	lipídios
	  40%
	Fosfolipídios,colesterol,glicolipídios e esfingolipídios
                                                                                  
 
Segundo  os biólogos S. Jonathan Singer e  Garth  L. Nicholson da universidade da Califórnia a membrana não é rígida. " Fluido" a que eles se referem é o estado quase líquido  da bicamada lipídica e "mosaico" , é a diversidade das proteínas que compõem a membrana e a  fluidez esta condicionada ao tipo de ligações intermoleculares na membrana  .
Desse modo, a membrana possui:.
- matriz gordurosa fluída, quase líquida, formada por dois folhetos de fosfolipídios.
 
- proteínas inseridas na matriz de lipídios, de maneira  que essasa moléculas formam um arranjo em mosaíco;
 
- movimentação permanente das moléculas no interior dessa matriz fluída.
  
As membranas plasmáticas das células eucarióticas contém quantidades particularmente grande de colesterol. As moléculas de colesterol aumentam as propriedades da barreira da bicamada lipídica e devido a seus rígidos anéis planos de esteróides diminuem a mobilidade e torna a bicamada lipídica menos fluida.
    
 
 
Verifique que segundo o mosaico fluido, existem dois tipos de proteínas na membrana celular: integral e periférica.
 
As proteínas integrais ou intrísecas são inseridas na bicamada lipídica, participam do transporte entre membranas, pois atuam como carreadores (transportadores) ou formam os canais  da membrana celular.
 
As proteínas periféricas ou extrínsecas não estão inseridas na matriz fosfolipídica, mas localizam-se na periferia da membrana, ligando-se frouxamente, por forças eletrostáticas.
 
Existem grandes diferenças entre úma célula animal e vegetal, mas não entre as suas membranas plamáticas.
 
*A parede celular, externa à membrana plasmática, é um componente típico da célula vegetal embora também ocorra em algas, fungos e bactérias. Devido à presença da parede celular, a distensão do protoplasto fica restrita e, assim, o tamanho e a forma da célula tornam-se fixos na maturidade.
 
O principal componente da parede celular vegetal é a celulose, o composto orgânico mais abundante da terra, um polissacarídeo de fórmula empírica (C6H10O5) cujas moléculas são cadeias lineares de glicose.
 
A celulose se apresenta em forma de estruturas filamentosas chamadas de microfibrilas , que se reúnem em feixes maiores constituindo a armação fundamental da parede celular.
 
Na parede celular a celulose está associada com outros polissacarídeos, principalmente hemiceluloses e compostos pécticos. Muitas outras substâncias, orgânicas e inorgânicas, ocorrem nas paredes celulares em quantidades variáveis, dependendo do tipo de célula.
 
Entre as orgânicas destacam-se as de natureza protéica e as de natureza lipídica com cutina, suberina e ceras. Estas últimas se encontram nos tecidos protetores superficiais da planta. Em muitos tipos de células (do xilema e do esclerênquima) a parede é incrustada pela lignina, com a qual adquire maior rigidez.
 
 
  Glicocálix
 
O glicocálix é a cobertura da superfície externa da célula formada por glicoproteínas, glicolipidios, proteogliglicanos e proteínas.
Existe em células animais, nas quais executa as funções de proteção, reconhecimento, adesão celular e inibição por contato.
 
O glicocálix possui moléculas que têm propriedades de reconhecimento celular. A rejeição de enxertos e transplantes  deve-se à atividade do glicocálix dos linfócitos, uma categoria de células do sistema de defesa orgânica  que invade o tecido ou orgão transplantado e destrói as células estranhas.   
  
 
Transporte entre membranas
 
Os transportes pela membrana podem ser feitos de modo passivo (sem gasto de energia quimíca) ou ativo (com gasto de energia quimíca).
 
Transporte passivo por difusão
É um processo de difusão de substâncias através da membrana. são feitos de acordo com o gradiente de concentração: o deslocamento das substâncias ( soluto ) se dá da região de maior concentração para a menor. 
O transporte passivo por difusão pode ser:
 
- Difusão simples 
 A difusão simples é um processo meramente físico. O movimento desordenado das moléculas (que estão em constante agitação) leva a que as moléculas de líquido tenham tendência para se espalharem uniformemente. Logo, as moléculas deslocam-se conforme o seu gradiente de concentração no meio, ou seja, as moléculas que se encontram em zonas de maior concentração deslocam-se para zonas de menor concentração.
 
Este processo físico é uma das formas de entrada e saída de substâncias na célula, é lento nos líquidos e rápido nos gases. Imaginemos por exemplo, como os gases atravessam a membrana celular . As moléculas de O2 e CO2 entram na célula por difusão, deslocando-se  passivamente do local de maior pressão para o local com menor pressão.
A substância passa do meio onde a concentração é maior (meio hipertônico) para o meio onde a concentração é menor (meio hipotônico) até chegar a um equilíbrio (isto é, até os meios se tornarem isotônicos).
 
É a passagem de pequenas moléculas a favor do gradiente; pode ocorrer através da bicamada lipídica ou através de canais protéicos.
 
- Difusão simples através da bicamada.
Assim entram moléculas lipídicas como os hormônios esteróides, anestésicos como o éter e fármacos lipossolúveis. Também penetram assim substâncias apolares como o oxigênio e o nitrogênio atmosférico.
Algumas moléculas polares de pequeno tamanho, como a água, o CO2, o etanol e a glicerina, também atravessam a membrana por difusão simples.
- Difusão simples através de canais.
Ocorre mediante as denominadas proteínas de canal. Assim penetram íons como o Na+, K+, Ca2+, Cl-.
As proteínas de canal são proteínas com um orificio ou canal interno, cuja abertura está regulada, por exemplo, como ocorre com neurotransmissores ou hormônios, que se unem a uma determinada região, o receptor da proteína de canal, que sofre uma transformação estrutural que induz a abertura do canal.
- Difusão facilitada
Permite o transporte de pequenas moléculas polares, como os aminoácidos, monossacarídios, etc, que não conseguindo atravessar a bicamada lipídica, requerem que proteínas trasmembranosas facilitem sua passagem.
 
Estas proteínas recebem o nome de proteínas transportadoras ou permeases que, ao unirem-se a molécula que irão transportar sofrem uma modificação em sua estrutura que conduz aquela molécula ao interior da célula.
 
 
Transporte passivo por osmose
Osmose é a difusão da água ( solvente)  pela membramna celular, que é semipermeável. A água desloca-se do meio mais diluido (hipotônico) para o mais concentrado (hipertônico), obdecendo as leis da difusão- a favor do gradiente de concentração.
 
 
Transporte ativo
 
È o transporte de substâncias pela membrana  com gasto de energia . O soluto é transportado contra o gradiente de concentração,  o que consome moléculas de  ATP ( adenosina trifosfato ), razão pela qual o transporte esta normalmente acoplado á respiração celular.
 
Um exemplo de transporte ativo é a bomba de Sódio e potássio, que explica porque, normalmente a concentração de íons Na+ é de 10 a 20 vezes mais elevada no citoplasma que no líquido extracelular.
 
Por causa do gradiente de concentração os íons Na+  e K+ movem-se passivamente peloscanais iônicos do local de  maior concentração para o local de menor concentração. 
 
Esta propriedade implica um gasto razoável de energia metabólica. Não fosse o transporte ativo, que garante a diferença de concentração, as taxas dos íons Na+ e K+  ficariam iguais depois de algum tempo.
 
Neste processo também atuam proteínas de membrana, porém estas requerem energía, em forma de ATP( adenosina trifosfato), para transportar as moléculas ao outro lado da membrana. São exemplos de transporte ativo a bomba de Na/K, e a bomba de Ca.
 
*Para manter a desigualdade denas concentrações  iônicas, a célula recorre á bomba de Na+ e K+, que usa uma proteína transportadora, a enzima Na+K+Atpase. essa enzima  bombeia íons sódio e potássio contra seus gradientes de concentração, expulsando três íons Na+ e captando dois íons K+ do meio. Assim a célula mantém as diferenças de concentrações iônicas e a membrana  celular permanece polarizada, ou seja "normal". 
 
 
 
Transportes em massa pela membrana
_ Endocitose:
é o processo pelo qual a célula capta partículas do meio externo mediante uma invaginação da membrana que engloba a partícula que será ingerida. Produz-se a estrangulação da invaginação originando-se uma vesícula que encerra o material ingerido. Segundo a natureza das partículas englobadas, distinguem-se diversos tipos de endocitose. 
 
_ Pinocitose
 Modificação da membrana por invaginação, em que implica a ingestão de líquidos e partículas em dissolução por pequenas vesículas (pinosssomos) revestidas de clatrina. A clatrina é uma proteína composta por 6 subunidades que desempenha um importante papel no processo de formação de vesículas membranosas no interior das células eucariontes.
 Esta proteína forma uma rede poliédrica (em forma de uma bola de futebol), composta por muitas moléculas, que reveste a vesícula a medida que ela se forma. Além de ajudar na biogênese de vesículas, a clatrina parece estar envolvida também no processo de endereçamento destas vesículas.
 
_Fagocitose
por modificação da membrana por pseudopodos são formadas grandes vesículas revestidas ou fagossomos que ingerem microorganismos e restos celulares.
 
_  Exocitose
É o mecanismo pelo qual as macromoléculas contidas em vesículas citoplasmáticas são transportadas desde o interior celular até a membrana plasmática, para serem vertidas ao meio extracelular. Isto requer que a membrana da vesícula e a membrana plasmática se fusionem para que possa ser vertido o conteúdo da vesícula ao meio.
Mediante este mecanismo, as células são capazes de eliminar substâncias sintetizadas pela célula, substâncias de excreção ou mesmo uma egestão ("fezes") celular denominada clasmocitose.
Em todas as células existe um equilíbrio entre a exocitose e a endocitose, para manter a membrana plasmática e para manutenção do volume celular.
 
 
Modificações da membrana
 
As diferenciações da membrana plasmática
Em algumas células, a membrana plasmática mostra modificações que representam uma especialização de função.
 
1. Microvilosidades - são dobras da membrana plasmática, e como conseqüência de sua existência, há um aumento apreciável de sua superfície.
2. Desmossomos e Hemidesmossomos ou junções âncora.
Por exemplo, o tecido epitelial reveste o corpo e suas cavidades, além de formar glândulas (órgãos de secreção). Suas células são muito unidas, com forte coesão entre elas, devido à presença de desmossomos e interdigitações, com pouca ou nenhuma substância intercelular entre elas. 
 3. Interdigitações. "Encaixe" entre as microvilosidades de duas células que têm um papel importante na coesão de células vizinhas. São saliências e reentrâncias da membrana celular que se encaixam em estruturas complementares das células vizinhas.
 
HEMOGLOBINA
A hemoglobina é uma proteína presente nos eritrócitos (hemácias), constituindo aproximadamente 35% de seu peso. É um pigmento presente no sangue responsável por transportar o oxigênio, levando-o dos pulmões aos tecidos de todo o corpo.
 
Funções
 
Além de transportar oxigênio, a hemoglobina também participa do processo de transporte de nutrientes a todas as células do corpo, processo este, no qual o sangue leva os nutrientes e recolhe as substâncias secretadas pelas células, conduzindo-as, posteriormente, para fora do organismo. 
 
Para se combinarem com o oxigênio, os eritrócitos precisam contê-lo em quantidade suficiente, e, isto, depende dos níveis de ferro presentes no organismo. A deficiência de ferro no organismo leva a um quadro conhecido como anemia. 
 
A hemoglobina é capaz de transportar oxigênio numa quantidade superior a vinte vezes seu volume. Entretanto, quando se une ao monóxido de carbono, ela perde sua capacidade de combinar-se com o oxigênio, o que implicará na perda de sua função e, conseqüentemente, em possíveis danos ao organismo.
 
O tempo médio de vida dos glóbulos vermelhos é de aproximadamente 120 dias, após este período, eles se degeneram no baço ou no sistema circulatório , contudo, o ferro se reintegra nos novos eritrócitos (glóbulos vermelhos) que se formam na medula óssea.