Membrana Plasmática

Fonte: Еремин Вадим, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Definição

A Membrana Plasmática é uma estrutura formada por uma bicamada de fosfolipídios que delimita as células, separando o meio externo do meio interno e selecionando como e o que entra ou sai da célula. Basicamente, a membrana plasmática é formada por lipídios e proteínas que compõem a maior parte estrutural da membrana e auxiliam diversas funções realizadas por ela. O modelo mais aceitável para se descrever a estrutura da Membrana plasmática é o modelo do mosaico fluido, que apresenta ela como uma estrutura formada por duas camadas de lipídios com proteínas nela inseridas e com uma fluidez que permite o transporte de substâncias.

Composição da Membrana Plasmática

Fonte: LadyofHats, Public domain, via Wikimedia Commons

Por ser composta majoritariamente por lipídeos e proteínas, sua composição é definida como lipoproteica. Podemos dividir as proteínas em dois tipos: Integral e Periférica. A proteína integral fica dentro da membrana, ligada ao meio externo(fora da célula) e ao meio interno(citoplasma), a qual pode funcionar auxiliando no transporte de substâncias. A proteína periférica é aquela que fica presa à membrana na parte de fora da célula, a periferia.

O principal exemplo de lipídio na membrana plasmática são os fosfolipídios, compostos por fosfato, glicerol e ácidos graxos. Esse lipídio possui uma região hidrofílica, voltada para a parte de fora e de dentro da célula, e uma região hidrofóbica, voltada para o centro da membrana. Essas características são muito importantes para formar a bicamada fosfolipídica. Além dos fosfolipídios, há também os lipídios colesterol, que ajuda a manter a estabilidade na membrana, e glicolipídios.

Funções

A membrana plasmática está presente tanto em células eucarióticas quanto em procarióticas, sendo assim um padrão celular. Ela é responsável por diversas funções essenciais para a manutenção da estrutura celular. Entre elas, podemos citar:

Proteção. Sendo a parte da célula que está diretamente ligada ao meio extracelular, a membrana plasmática é fundamental para proteger e assegurar que a célula mantenha a sua estrutura.
É responsável por delimitar a célula, permitindo que as diferenças entre o meio extracelular e o meio intracelular sejam mantidas.
Permeabilidade seletiva. Essa característica permite que a membrana plasmática possa selecionar quais substâncias devem entrar e sair da célula.
Capacidade de detectar sinais externos, permitindo que a célula saiba o que fazer naquele momento.

Parede celular

A parede celular é uma estrutura externa à membrana plasmática, que está presente apenas em algas, plantas, fungos, cogumelos e bactérias. Geralmente, é composta por celulose em algas e plantas. Os fungos são compostos por Quitina e as bactérias por peptidoglicano.

Funções

As principais funções da parede celular são as de sustentação e proteção, mantendo a estrutura e a rigidez da célula.

Fonte: Faduart, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Na parede celular, é possível observar dois principais tipos de camadas:

Primária

É delgada e flexível, pode sofrer distensão;
É geralmente composta por celulose e hemicelulose.

Secundária

Deste ponto em diante, toda camada que se desenvolver na parede celular é denominada camada secundária;
Essas camadas crescem de dentro para fora;
São espessas e mais rígidas, pois são compostas por mais um carboidrato além de celulose e hemicelulose;
Carboidratos que podem aparecer nestas camadas: Celulose, Hemicelulose, Pectina, Lignina e Suberina.

Glicocálix

É uma camada externa ligada à membrana plasmática da maioria das células animais.

O glicocálix é composto basicamente por esfingolipídios (lipídio + esfingosina), glicolipídios (lipídio + carboidratos), glicoproteína (proteínas + oligossacarídeos) e peptidoglicano (proteínas + açúcares aminados).

Funções

Uma importante função do glicocálix é o reconhecimento celular. Cada célula possui um padrão estrutural e o glicocálix reconhece isso, se surgir algum corpo estranho ele vai identificar que foge do padrão e avisa a célula.
A estrutura formada pelo glicocálix protege a membrana plasmática contra agressões físicas(contato) e químicas(substâncias).
Enzimática. Trata-se de algumas enzimas que estão associadas ao glicocálix
Reprodução. O glicocalix atua no reconhecimento de óvulos e espermatozoides da mesma espécie.
Inibição por contato. Evita o crescimento excessivo e desordenado de tecidos e organelas através do reconhecimento, que é enviado sinais químicos que bloqueiam esse crescimento.

Transporte de substâncias

Transporte passivo: Difusão e Osmose

No transporte passivo, há a passagem de substâncias de um meio para outro, dependendo do gradiente de concentração e ocorre sem o gasto de energia, havendo uma tendência natural dos meios se tornarem isotônicos(equilíbrio de concentração).

Difusão

Na difusão ocorre a passagem de moléculas através da bicamada fosfolipídica ou das proteínas integrais.

Ocorre a favor do gradiente de concentração, isto é, do meio hipertônico(mais concentrado) para o meio hipotônico(menos concentrado) com a tendência à isotonicidade dos meios.

Tipos de difusão

Difusão Simples: Ocorre através da bicamada de fosfolipídios. São exemplos o gás carbônico(CO2) e gás oxigênio(O2).

Fonte: LadyofHats, Public domain, via Wikimedia Commons

Difusão facilitada: Ocorre através das proteínas integrais. Um exemplo desse processo é a glicose, que entra na célula através dos canais(proteínas) de glicose. O hormônio responsável por abrir o canal é a insulina quando é reconhecida pelo glicocálix.

Fonte: LadyofHats, Public domain, via Wikimedia Commons

Osmose

Fonte: KDS4444, CC0, via Wikimedia Commons

Ocorre a passagem de solvente(água) do meio hipotônico para o meio hipertônico.

A membrana plasmática é dita semi permeável em relação às soluções, por exemplo (água + sal) e (água + açúcar). Isso ocorre, porque a membrana plasmática é impermeável aos solutos(sal e açúcar), com isso esses elementos não conseguem atravessar a membrana. Por outro lado, a membrana plasmática é permeável ao solvente(água), por isso há a passagem apenas do solvente para o meio mais concentrado.

Osmose em célula animal

Não há a presença de parede celular e vacúolo;
A célula sofre ruptura(lise) se colocada em um meio muito hipotônico.

Osmose em célula vegetal

Há a presença da parede celular e vacúolo;
A célula não sofre ruptura em meios hipotônicos devido a rigidez da parede celular.

Transporte ativo

É o transporte de partículas contra o gradiente de concentração, ou seja, do meio hipotônico para o meio hipertônico.

Envolve proteínas transportadoras, chamadas permeases. Diferente do transporte passivo, neste processo há gasto de energia.

Principais exemplos de transporte ativo

Bombas de Sódio(Na+)/Potássio(K+)

Este processo está relacionado principalmente aos neurônios. Quando estão em repouso, se mantêm polarizados. Muitas cargas do íon Sódio se concentram do lado de fora do neurônio e muitas cargas de íon potássio do lado de dentro.
A cada 3Na+ colocados para fora pela bomba, são jogados 2K+ para dentro:

Fonte: Phi-Gastrein at fr.wikipedia, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Essa variação de concentração dos íons permite a propagação de informações ou de um comando nervoso.

Transporte de massas ou vesícula: Endocitose e Exocitose

Nesse tipo de transporte, altera-se a morfologia da membrana para a entrada ou saída das massas ou vesículas.

Endocitose

Fonte: OpenStax, CC BY 3.0, via Wikimedia Commons

Fagocitose

Nesse tipo de endocitose ocorre a entrada de partículas sólidas;
Esse processo é realizado por conta da evaginação da membrana plasmática formando “braços”, chamados de pseudópodes. O material ingerido é envolto por uma membrana e passa a ser chamado de Fagossomo. Para o material ser ingerido, os pseudópodes dobram para fora, por isso o nome evaginação.

Pinocitose

Diferente da fagocitose, nesse processo ocorre a entrada de partículas líquidas, diluídas.
Ocorre o processo de invaginação dos pseudópodes e o material ingerido também é envolto por uma membrana, mas neste caso é chamado de pinossomo.

Exocitose

Fonte: OpenStax, CC BY 3.0, via Wikimedia Commons

Secreção celular

O chamado complexo de Golgi forma uma vesícula ao redor da partícula para que ela seja expelida e utilizada posteriormente. Podemos citar como exemplo os hormônios.

Clasmocitose

Neste processo são expelidos produtos residuais, que não terão utilidade, excretas por exemplo;
Este material a ser expelido é armazenado em vesículas residuais.