MEMBRANA PLASMÁTICA: CARACTERÍSTICAS E FUNÇÕES (PLASMALEMA OU MEMBRANA CITOPLASMÁTICA OU MEMBRANA CELULAR) Estrutura A estrutura predominante da membrana plasmática é lipoproteica, ou seja, a maior parte da membrana plasmática é formada por uma bicamada lipídica de fosfolipídios que podem ser de 4 tipos (fosfatidilcolina,
fosfatidiletanolamina, fosfatidilserina e esfingomielina) e por proteínas integrais e periféricas. No entanto, há carboidratos na camada exterior e na camada citosólica (interior). -Fosfolipídios -Proteínas integrais carregadoras -Proteínas integrais canais -Proteínas periféricas -Colesterol -Glicolipídios (associação de carboidratos e lipídeos) -Glicoproteínas (associação de carboidratos e proteínas) Características Segundo o modelo de mosaico fluído proposto por Nicholson e Singer, a membrana plasmática tem consistência oleosa, onde todos os seus componentes (fosfolipídios, proteínas, glicolipídios, glicoproteínas,
colesterol), estão em constante movimento formando um fluído em alegoria à um mosaico. Os fosfolipídeos podem adquirir simultaneamente alguns movimentos, como flexão, difusão lateral, rotação e flip-flop. A membrana plasmática é anfipática ou anfifílica, isso quer dizer que parte de sua estrutura é polar (e hidrofílica) e outra parte é apolar (e hidrofóbica), o que implica nas formas de transporte de substâncias. Movimentos dos fosfolipídeos na membrana plasmática -Fosfolipídios (anfipático): Cabeça (fosfato) polar e corpo (ácido graxo e glicerol) apolar. As extremidades da bicamada lipídica são polares, o que permite uma interação entre a água presente no meio intracelular com a camada polar citosólica e a água do meio extracelular com a camada polar externa. No meio da bicamada encontra-se a parte apolar, que impede a passagem de substâncias polares como a água e sais minerais, e assim, essas substâncias passam pela membrana através das proteínas integrais. -Proteínas integrais: Com formato secundário de α hélice, estão fluidamente entre a bicamada lipídica de modo a ocupar ambas extremidades, propiciando a entrada e a saída de substâncias por elas. As proteínas integrais também são anfipáticas ou anfifílicas, tendo no seu interior aminoácidos nonopolares (apolares) e nas extremidades aminoácidos polares, justamente para interagir com os meios extra e intracelular. No entanto, proteínas integrais canais têm (entre os aminoácidos nonopolares) um conjunto de aminoácidos polares no seu interior, formando uma espécie de canal para a passagem de substâncias polares por difusão facilitada,
além dos aminoácidos polares nas extremidades. Funções A função da membrana plasmática é o transporte de substâncias pela célula e a proteção desta. Toda dinâmica da interação de sua estrutura química com os meios extra e intracelular que regula a entrada e a saída de substâncias é chamada de permeabilidade seletiva. -Fosfolipídeos: Dá fluidez à membrana plasmática como um todo, além de conferir uma proteção mecânica à célula. Nas células vegetais, durante o inverno ou quando expostas à baixas temperaturas, os fosfolipídeos convencionais são trocados por fosfolipídeos insaturados, que são líquidos à temperatura ambiente, mantendo a fluidez da membrana nessas condições térmicas (isso porque a membrana plasmática das células vegetais não possuem colesterol, que consegue manter a fluidez nessas condições sem precisar trocar os fosfolipídeos nas células animais). -Proteínas integrais (geral): As proteínas integrais têm a função de transportar substâncias para dentro ou fora da célula, porém exercem outras importantes funções, como a comunicação celular (onde uma célula consegue reconhecer outra), ação enzimática (as extremidades polares das proteínas integrais podem atuar como enzimas catalizadoras) e transdução (onde as proteínas conseguem captar partículas com propriedades organolépticas, como partículas odoríferas e transformar os estímulos dessas partículas, como estímulos mecânicos, em químicos ou elétricos). -Proteínas integrais carregadoras: Um tipo de proteína integral que capta moléculas do meio extracelular soltando-a no meio intracelular (ou viceversa). A ação das proteínas carregadoras não é instantânea, assim, até que o processo de captação e soltura da substância aconteça, há um deslocamento dessa proteína ao longo do mosaico fluído. As moléculas que são captadas pelas proteínas carregadoras são as que têm afinidade química com esta, pois encaixam-se na especificidade da proteína, havendo para cada substância uma proteína compatível. Para captar uma determinada substância, as proteínas carregadoras recebem um sinal proveniente de uma outra molécula, chamada molécula sinalizadora, que se encaixa em uma parte da proteína chamada de sítio de ligação, e assim,
origina-se o sinal para que ocorra a captação da substância. -Proteínas integrais canais: São proteínas cujas extremidades são polares e o interior apolar, porém, na parte central do interior apolar forma-se um canal de aminoácidos polares que passa pelas duas extremidades da proteína, abrindo um poro na parte externa que dá acesso direto à parte interna da célula, o que facilita o transporte da água que traz consigo sais minerais, aminoácidos entre outras moléculas. Esse processo é instantâneo, pois quando os poros estão abertos, a água e as demais substâncias passam diretamente pelo canal sem ficarem retidas dentro da proteína por um tempo (como é o caso das proteínas carregadoras). Há também a ação de uma molécula sinalizadora que se encaixa no sítio de ligação para dar início ao processo. Obs.: A proteína canal que transporta água é chamada de aquaporina. Proteínas periféricas: Ficam na periferia da membrana plasmática dentro do citoplasma da célula, agindo de forma enzimática sobre algumas moléculas. Colesterol: Presente apenas na membrana plasmática das células animais, confere a estabilidade da fluidez da membrana plasmática quando exposta à baixas temperaturas. Em temperatura ambiente, o colesterol se liga aos lipídeos da membrana, onde seu grupo hidroxila interage com as partes polares dos lipídeos de membrana e sua cadeia de hidrocarbonetos interage com os ácidos graxos e gliceróis destes, diminuindo (equilibrando) a fluidez da membrana e impedindo a penetração de moléculas neutras, prótons de hidrogênio e íons sódio. Glicocálix ou glicocálice: Os carboidratos da camada externa da membrana plasmática se associam à lipídeos (formando os glicolipídeos) e à proteínas (formando as glicoproteínas). O conjunto de glicolipídeos e glicoproteínas forma uma rede dessas moléculas, o glicocálix, que tem por função o reconhecimento celular das células específicas do organismo (reconhece como por exemplo, células dos rins, fígado, coração, etc, o que rege a evolução de um embrião até chegar à fase adulta com todas as células do seu corpo dispostas nos lugares certos). O glicocálix só existe nas células animais e é único para cada indivíduo, isso quer dizer que indivíduos da mesma espécie e até com grau de parentesco muito próximo
(como mãe e filho) possuem glicocálix diferente. Dessa forma, o estudo do glicocálix torna-se muito importante em um transplante de órgãos, pois as células do organismo do indivíduo que receberá um novo órgão tende a rejeitá-lo devido a incompatibilidade entre o glicocálix das células do indivíduo e das células do órgão. Assim, haverá uma menor chance de rejeição se os glicocálices de ambos forem semelhantes. Obs.: Quanto às proteínas, cada tipo de célula terá suas proteínas específicas, e em quantidades diferentes, ou seja, as células do pâncreas têm proteínas diferentes das células dos pulmões. Especializações A membrana plasmática de uma célula específica do organismo adquire algumas diferenças para o exercício de sua função, o que é chamado de especializações de membrana plasmática. Portanto, haverá vários tipos de especializações, como pode ser visto a seguir: Microvilosidades: São dobras semelhantes a dedos de luvas, que aumentam a superfície de absorção. Aparecem na mucosa intestinal e nos túbulos renais.
Interdigitações: Encaixes entre as membranas de células vizinhas, que também lembram dedos, o que facilita o transporte de substância entre elas. São observadas nas células dos tubos renais. Há uma doença genética chamada de Cistinúria, onde o indivíduo não possui interdigitações entre suas células renais, impossibilitando o organismo de devolver a cistina das células renais à corrente sanguínea, e isso tem como consequência a falta deste aminoácido. Desmossomos: São placas proteicas arredondadas formadas pelas membranas de células vizinhas. É o local de ancoragem dos componentes do citoesqueleto e de forte adesão entre células vizinhas.