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?

O que é a membrana plasmática?

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.

Suas principais características são:

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.

Como a membrana plasmática é formada?

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?

O papel dos lipídios na membrana plasmática

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 na membrana plasmática

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:

  • Proteínas transmembranas: são as proteínas que que atravessam a bicamada lipídica de lado a lado, porque são capazes de se ligar aos próprios lipídios.
  • Proteínas periféricas: tendem a se concentrar apenas em um dos lados da bicamada, associando-se aos lipídios de maneira superficial.

Os carboidratos

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.

Como ocorre o transporte de substâncias através da membrana plasmática?

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:

Transporte passivo de substâncias

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:

Difusão simples

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.

Difusão facilitada

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.

Osmose

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.

Transporte ativo de substâncias

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:

Bomba de sódio e potássio

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.

Endocitose

É um processo que envolve a migração de grandes partículas para o meio intracelular. Divide-se em dois processos distintos.

Pinocitose

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.

Fagocitose

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.

Exocitose

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:

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