Você não pode enxergá-la em um microscópio comum, mas apesar de seu tamanho extremamente pequeno, a membrana plasmática é uma das estruturas mais importantes para o correto funcionamento celular e, consequentemente, para garantir a manutenção da vida. Entendê-la é, portanto, essencial para compreender os diversos fundamentos da citologia. Que tal conhecê-la melhor?
A membrana plasmática, também chamada de membrana celular ou plasmalema, é um tecido presente ao redor de todas as células, tanto procariontes quanto eucariontes. De uma maneira geral, suas funções são revestir a estrutura do organismo celular, separando os meios interno e externo da célula, e controlar a entrada e saída de diversas substâncias conforme diferentes necessidades químicas.
Permeabilidade seletiva. A membrana plasmática é considerada semipermeável e, portanto, é capaz de selecionar quais os fluidos que entram ou saem do interior das células. Essa é considerada sua característica mais importante.
Proteção e delimitação. A membrana plasmática, presente ao redor das células, é capaz de proteger as estruturas celulares e delimitar quais são intracelulares ou extracelulares.
Transporte de substâncias. É também papel da membrana plasmática auxiliar no transporte de diferentes substâncias essenciais ao metabolismo celular.
Reconhecimento de substâncias. Essa estrutura celular é capaz de reconhecer e sinalizar as diferentes substâncias presentes no organismo. Tal percepção é possível devido à presença de receptores específicos em sua composição.
A membrana plasmática foi estudada de perto pela primeira vez há pouco mais de 45 anos: a estrutura, extremamente fina, pôde ser observada de fato apenas em 1972, devido ao avanço da tecnologia capaz de desenvolver a microscopia eletrônica. Jonathan Singer e Garth L. Nicolson foram os biólogos responsáveis pela primeira análise da estrutura, uma fina membrana com tamanho aproximado de 6 a 9 nanômetros.
Inicialmente, a estrutura da membrana foi batizada como “modelo de mosaico fluido”, devido às suas características formais flexíveis e interdependentes. A membrana plasmática é classificada como uma composição lipoprotéica, por isso ela é quimicamente formada por uma dupla camada de lipídios (glicolipídios, colesterol e fosfolipídios) e também conta com a presença de proteínas em sua estrutura.
Estruturas que formam a membrana plasmática | Adaptado do Shutterstock
É a relação entre ambas as substâncias formativas que garante o seu aspecto similar ao de um pequeno mosaico: a camada lipídica apresenta um aspecto fluido, enquanto as proteínas costumam movimentar-se de maneira constante, sempre formando novas combinações. Mas como essa estrutura se organiza de fato?
Como acabamos de perceber, os lipídios são responsáveis pela porção fluida da membrana plasmática, assim como é sua função mantê-la bem estruturada.
O principal tipo de lipídio presente na membrana é o fosfolipídio, um tipo de molécula considerada alongada e complexa. Ela se origina da associação entre uma molécula de lipídio e uma molécula de fosfato.
Esse tipo de molécula é responsável pela composição de uma camada dupla, chamada de bicamada lipídica. A bicamada é diretamente ligada às gorduras e proteínas que compõem a membrana celular, auxiliando a formá-la. Ambas as camadas movem-se em conjunto, garantindo elasticidade.
O interessante de se destacar é que essa substância possui dois tipos de polaridades, e essa dupla afinidade com a água é chamada de anfipatia. Isso significa que a região externa da molécula constitui uma porção de polaridade positiva, ou seja, é hidrofílica - capaz de absorver água. Já a sua região interna é apolar e, consequentemente, hidrofóbica - que repele a água.
Devido à presença de água na composição dos meios intra e extracelulares, tais características anfipáticas da bicamada lipídica seriam um grande obstáculo para a troca de substâncias variadas e essenciais para a manutenção da vida. Por isso, o papel das proteínas é essencial para a estrutura da membrana plasmática, permitindo que, com a sua ajuda, muitas substâncias possam entrar e sair das células de maneira correta.
As proteínas são responsáveis por constituir a porção sólida da membrana plasmática, representando até metade da sua composição total. Elas podem ser imersas ou associadas diretamente à bicamada lipídica, e são representadas por enzimas, como as glicoproteínas, proteínas transportadoras e antígenos. A principal função dos corpos protéicos presentes na membrana é atuar como catalisadores, ou seja, são eles as estruturas responsáveis por incentivar diversas reações dentro e fora da própria célula.
Cada tipo de membrana apresenta diferentes proteínas em sua constituição, e isso acontece porque cada proteína apresenta variadas funções no organismo. Suas principais funções são: atuar como mecanismo de transporte intra e extracelular, atuar como receptores de substâncias, permitir a adesão de células adjacentes ao tecido, ou set ancoragem para o citoesqueleto.
Vale ressaltar que devido á fluidez da bicamada lipídica, as proteínas costumam mudar de posição o tempo todo - garantindo, mais uma vez, o aspecto de mosaico proposto por Singer e Nicolson.
De maneira geral, as estruturas proteicas presentes na membrana celular dividem-se em:
Além das camadas de lipídios e as demais proteínas atreladas a elas, a membrana plasmática conta ainda com a presença de moléculas de carboidratos. Esta substância se concentra ao lado externo da membrana, ligando-se aos lipídios e proteínas e originando as glicoproteínas. No caso dos lipídios, os carboidratos formam os glicolipídios e, com as proteínas, as glicoproteínas. Juntas, as ligações originam o glicocálice.
A permeabilidade de uma membrana é definida, essencialmente, pelas substâncias que podem ou não atravessá-la. Caracterizada como membrana seletivamente permeável, a membrana plasmática é capaz de reconhecer e permitir a passagem de substâncias consideradas pequenas e impedir o avanço das moléculas grandes para dentro da célula.
Portanto, apenas os solventes e determinados tipos de soluto podem entrar e sair das células envoltas por ela, pois a membrana plasmática atua como um tipo de filtro e busca o equilíbrio dos meios intra e extracelular.
Tratando-se da membrana plasmática, a passagem das substâncias ocorre, normalmente, de maneira aleatória, priorizando as substâncias que vão do meio de maior concentração para o de menor concentração. Esse processo se mantém contínuo até o momento em que a célula atinge a proporcionalidade entre o seu meio intracelular e o extracelular.
Vale frisar que esse transporte de substâncias pode acontecer de algumas maneiras distintas. Confira:
O processo recebe esse nome pois uma substância migra do meio com maior concentração para aquele de menor concentração, sem a necessidade de gastar energia celular. Divide-se em três tipos:
É a passagem das partículas de um meio com maior concentração para outro de menor concentração. O processo ocorre até que a célula alcance o equilíbrio com o meio extracelular. Normalmente, é um processo lento, mas pode ser mais intenso caso a diferença entre as concentrações seja muito grande ou a distância a ser percorrida seja pequena.
É a passagem de uma substância não solúvel em lipídios para o interior da célula. Esse processo ocorre sem o gasto energético e é incentivado pela ação de uma proteína. Chamada de Permease, essa substância proteica atua como um carreador e permite a passagem de determinadas substâncias, equilibrando os meios intra e extracelular.
Normalmente, a difusão facilitada ocorre para permitir a migração de substâncias conforme o gradiente de concentração, incluindo aquelas que seriam naturalmente impermeáveis à membrana.
Constitui na passagem da água através da membrana plasmática. A substância migra do meio hipotônico (menor concentração de soluto) para o meio hipertônico (maior concentração de soluto). A pressão com que a água atravessa de um meio a outro recebe o nome de pressão osmótica. Nesse caso, a troca de um meio para outro é influenciada, principalmente, pelo número de partículas de um meio, e não necessariamente pela natureza de seu soluto. O objetivo é equilibrar a pressão osmótica em ambos os meios.
Quando duas soluções apresentam o mesmo número de partículas por unidade de volume, dizemos que esta solução é isotônica, ou seja, a concentração entre o meio e a célula é semelhante e há um fluxo natural de água em ambos os sentidos. Já nas situações nas quais o número de partículas entre os meios é diferente, há um fluxo de água no sentido do meio menos concentrado para o mais concentrado. A solução com maior concentração de soluto apresenta, portanto, maior pressão osmótica, e é chamada de hipertônica. A solução com menor volume de soluto recebe o nome de hipotônica.
Esse processo consiste no transporte de substâncias com gasto de energia celular, chamado de hidrólise de ATP. Nesse caso, as substâncias podem ir em ambos os sentidos - do meio com maior concentração para o de menor concentração, ou do meio de menor concentração para o de maior concentração. Possui um único tipo reação química:
Consiste na passagem de íons de potássio e sódio para dentro e fora da célula, variando de acordo com as diferentes concentrações entre os meios. Essa reação se dá em resposta a um gradiente de concentração cuja origem pode ser química ou elétrica.
Em condições usuais, a concentração de sódio é mais baixa dentro da célula e maior no meio extracelular. Já o potássio apresenta uma concentração grande dentro da estrutura celular e menor no meio externo. Por isso, a cada íon de sódio que entra na célula, um íon de potássio sai - como foi abordado anteriormente, essa regra obedece à difusão simples.
No entanto, é importante que a célula mantenha as suas corretas concentrações de cada molécula. Por isso, ocorre o que é chamado de bomba de sódio e potássio, um tipo de transporte ativo pautado nas ligações entre ambos os íons.
É um processo que envolve a migração de grandes partículas para o meio intracelular. Divide-se em dois processos distintos.
É o movimento de ingestão de partículas líquidas por uma célula, através de uma pequena vesícula chamada pinossomo. Este processo é comum em quase todas as células eucariontes e envolve gastos de energia. Normalmente, implica na entrada de substâncias diluídas e específicas, como sais, aminoácidos e determinadas proteínas.
Apesar de o funcionamento deste processo ser similar ao da pinocitose, a fagocitose não envolve a necessidade de uma substância diluída. Muitos organismos vivos não efetuam a fagocitose, apesar de esteser um mecanismo comum entre os protistas para a ingestão de alimentos.
No caso dos glóbulos brancos, a fagocitose é utilizada para envolver corpos estranhos ao organismo, degradando-os até um formato considerado inofensivo ao sistema imunológico.
Processo inverso à endocitose, a exocitose envolve o transporte de grandes partículas para o meio extracelular. Após ser levada ao interior da célula, a substância sofre todas as transformações químicas necessárias, sendo uma parte absorvida pelo corpo celular. Os componentes que sobram na pequena vesícula são posteriormente exocitados. De maneira geral, esse processo é de extrema importância por permitir a excreção de material celular.
Entender as funções e a composição química da membrana plasmática é essencial para dar continuidade aos estudos da citologia e, logo, conquistar ainda mais conhecimentos no campo da biologia. Se você curtiu o tema, nós separamos mais alguns posts que você pode achar interessantes. Confira:
Esse envoltório desempenha diversas funções que permitem a célula realizar todas as atividades inerentes à vida. Essas funções consistem em controlar e auxiliar na passagem de substâncias para dentro e para fora da célula, proteger mecanicamente as organelas e o material genético e reconhecer as substâncias químicas de interesse.
Portanto, as funções da membrana plasmática são separar o meio intracelular e extracelular, controlar e realizar o transporte de substâncias, proteger as estruturas internas da célula e o reconhecimento de substâncias.
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