Membrana plasmática

A membrana celular é a componente de todas as células vivas, tanto as procariontes como as eucariontes que estabelece a fronteira entre o meio intra-celular e o meio exterior (ou meio extracelular). A membrana celular não é estanque, mas uma “porta” seletiva que a célula usa para captar os elementos do meio exterior com interesse para o seu metabolismo e para libertar as substâncias que a célula produz e que devem ser enviadas para o exterior (sejam elas produtos de excreção, portanto, das quais deve se libertar, ou secreções que a célula utiliza para várias funções relacionadas com o meio).

Não confundir a membrana celular com a parede celular (das células vegetais, por exemplo), que tem uma função principalmente de protecção mecânica da célula. Como ela não é muito forte, as plantas possuem a parede celular, que é mais forte.

A membrana celular é uma camada fina e altamente estruturada de moléculas de lípidos e proteínas, organizadas de forma a manter o potencial eléctrico da célula e a controlar o que entra e sai da célula (permeabilidade selectiva da membrana). Tem apenas cerca de 10 nm de espessura e a sua estrutura só vagamente pode ser verificada com um microscópio de transmissão electrónica. Muitas vezes, esta membrana contém proteínas receptoras de moléculas específicas, os Receptores de membrana, que servem para regular o comportamento da célula e, nos organismos multicelulares, a sua organização em tecidos (ou em colónias).

Por outro lado, a membrana celular não é, nem um corpo rígido, nem homogéneo – é muitas vezes descrita como um fluido bidimensional e tem a capacidade de mudar de forma e invaginar-se para o interior da célula, formando alguns dos seus organelos. A sua estrutura básica é duma matriz formada por duas camadas de fosfolípidos ligados a proteínas que podem funcionar como “canais” químicos. Algumas destas proteínas apenas aderem à membrana (proteínas extrínsecas), enquanto que outras pode dizer que “residem” ou fazem parte estrutural da própria membrana (proteinas intrínsecas); entre estas, encontram-se glicoproteinas (proteínas ligadas a carboidratos de carbono). A variedade e quantidade relativa das diferentes moléculas não é fixa, de modo a manter a fluidez da membrana em diferentes condições ambientais; entre as moléculas especializadas em regular a fluidez da membrana econtra-se o colesterol.

A matriz fosfolipídica da membrana foi pela primeira vez postulada em 1825 por Gorter e Grendal; no entanto, só em 1895, Charles Overton deu força a esta teoria, tendo observado que a membrana celular apenas deixava passar algumas substâncias, todas lipossolúveis.

Transporte através das membranas

Mesmo nas membranas não biológicas, como as de plástico ou celulose, há moléculas que as conseguem atravessar, em determinadas condições. Dependendo das propriedades da membrana e das moléculas (ou átomos ou íons) em presença, o transporte através das membranas classifica-se em:

Transporte passivo – quando não envolve o consumo de energia do sistema, sendo utilizada apenas a energia cinética das moléculas; e
Transporte activo – quando o transporte das moléculas involve a utilização de energia pelo sistema; no caso da célula viva, a energia utilizada é na forma de Adenosina tri-fosfato (ATP).

o transporte pode ainda ser classificado em mediado (envolve permeases [moléculas transportadoras) e não-mediado (dá-se por difusão directa)

Transporte passivo

O interior das células – o citoplasma – é basicamente uma solução aquosa de sais e substâncias orgânicas e, como as células se encontram normalmente mergulhadas ou em contacto com uma solução externa, pode ocorrer difusão das moléculas de água através da membrana celular, pelo processo de osmose. Osmose, Difusão e Difusão facilitada

Transporte activo

O transporte activo através da membrana celular é primariamente realizado pelas enzimas ATPases, como a importante bomba-de-sódio, que tem a função de manter o potencial electroquímico das células. o transporte pode ainda ser classificado em mediado (envolve permeases [moléculas transportadoras) e não-mediado (dá-se por difusão directa) Muitas células possuem uma ATPase do cálcio que opera a concentrações intracelulares baixas de cálcio e controla a concentração normal (ou de reserva) deste importante mensageiro secundário. Uma outra enzima actua quando a concentração de cálcio sobe demasiadamente. Isto mostra que um íon pode ser transportado por diferentes enzimas, que não se encontram permanentemente activas.

Há ainda dois processos em que, não apenas moléculas específicas, mas a própria estrutura da membrana celular é envolvida no transporte de matéria (principalmente de grandes moléculas) para dentro e para fora da célula:

endocitose – em que a membrana celular envolve partículas ou fluido do exterior e a transporta para dentro, na forma duma vesícula; e
exocitose – em que uma vesícula contendo material que deve ser expelido se une à membrana celular, que depois expele o seu conteúdo.

Referências

Dogonadze, R.R. e Z.D. Urushadze, Investigation of the Electrochemical Processes on the Border of Division Electrolite-Biological Membrane, Dep. VINITI (No 3633-71), Moscovo, 1971, 20 pp. (em russo)
Urushadze, Z.D., The Charge Transfer Across the Model Biological Membrane.- Proceedings of the Georgian Academy of Sciences, Series of Biology, 12, No 5, 1986, pp. 347-352 (em russo, sumário em inglês)

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Transporte através das membranas

Transporte passivo

Transporte activo