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Membrana Plasmática

Professor Otaviano Ottoni Netto

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Diferenciam-se na espessura, nas funções e na composição

química.

São 3 os tipos:

Protéica: Possui de 76% de proteína, 24% lipidios portanto,

alta funcionalidade. Ex: membranas mitocondrial interna,

dos tilacóides e procariontes.

Plasmática: Possui 50% de lipídeos e 50% de proteínas. Ex:

membrana mitocondrial externa e membranas eucariontes

em geral e dos eritrócitos

Mielínica: Possui de 79% lipídeos e 17 proteína, e 3%

carboidratos, são estruturalmente resistentes. Ex: bainha de

mielina dos neurônios

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Membrana plasmática - Funções:

Isolamento Físico - mantém o conteúdo interno ou citoplasmático

separado, porém não isolado do meio externo;

Regulação das trocas com o ambiente: controla a entrada de íons

e nutrientes, a eliminação de excretas, e a liberação de produtos

de secreção (permeabilidade seletiva);

Comunicação entre a célula e seu ambiente: ela contém

receptores que permitem reconhecer as moléculas ou as

mudanças no ambiente externo;

Suporte estrutural : as proteínas presentes mantém o formato

celular, e também criam junções especializadas que estabiliza a

estrutura.

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Membrana plasmática - Composição química:

Os principais componentes estruturais de membranas

são:

• Lipídios - fosfolipídios, totalizando 25% a 40%

Proteínas - 60% a 75% são os compostos que

participam diretamente na formação de membranas

celulares.

Glicídios e outras moléculas permanentes ou

transitórias

Antígenos, Enzimas

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Membrana plasmática - Composição química:

LIPO-GLICO-PROTÉICA

1. Lipídeos:

ESTRUTURAL. São moléculas anfipáticas (com domínio

polar e apolar) que se diferenciam pelo grupamento

alcoólico e existem em 3 tipos:

- FOSFOLIPÍDEOS, como fosfoglicerídeos e

esfingolipídeos;

- GLICOLIPÍDEOS, como cerebrosídeos (com

monossacarídeos) e gangliosídeos (com polissacarídeos)

- COLESTEROL, que se encaixa entre os fosfolipídeos e

confere rigidez à MP, diminuindo a funcionalidade.

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Membrana plasmática -Composição química:

2. Glicídeos:

São estruturas polares que formam o glicocálix. Existem em dois

tipos:

- Monossacarídeos e oligossacarídeos dos glicolipídeos

- Oligossacarídeos das glicoproteínas de membrana.

3. Proteínas: FUNCIONAL. São moléculas também anfipáticas e existem em 2

tipos:

-INTEGRAIS OU INTRÍNSECAS, são fortemente associadas aos

lipídeos sendo, portanto, de difícil remoção;

- PERIFÉRICAS OU EXTRÍNSECAS, estão fracamente associadas aos

lipídeos e podem ser facilmente removidas com expectrina (uma

das formas de Hb)

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O modelo estrutural mais aceito atualmente é o

proposto pelos cientistas Singer e Nicholson em 1972, e

corresponde a um aprimoramento de um modelo

anterior de Dawson e Danielli.

Segundo o modelo de Singer e Nicholson, a bicamada

lipídica está presente, como no modelo proposto por

Dawson e Danielli, porém as proteínas não estão

imersas na bicamada revestindo-a interna e

externamente. Na verdade, as proteínas apresentam

uma mobilidade especial, podendo se deslocar

lateralmente ou atravessar a bicamada lipídica,

projetando-se nas superfícies interna ou externa da

membrana plasmática.

Membrana plasmática - Estrutura:

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Conclui-se, portanto, que a membrana é

relativamente fluida, pois as moléculas de

proteínas apresentam certa liberdade de

movimentação. Por isso, o modelo de Singer e

Nicholson é denominado mosaico fluido.

Esse modelo é satisfatório para que as

membranas celulares possam exercer todas as

suas capacidades e funções, especialmente a

sua permeabilidade seletiva.

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Ao microscópio eletrônico, a membrana plasmática

apresenta um aspecto trilaminar característico.

São duas lâminas laterais mais densas, correspondendo

aos pólos hidrófilos dos lipídios mais as proteínas, e uma

lâmina central mais clara, que corresponde aos pólos

hidrofóbicos da bicamada lipídica.

Este aspecto se repete em todas as membranas da

célula, tanto na membrana plasmática quanto na de

organelas, como mitocôndrias, cloroplastos, retículo

endoplasmático e outros.

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Microfotografia da membrana plasmática

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REFORÇOS DA MEMBRANA

Em células de vegetais, células animais, bactérias e de outros seres,

pode-se encontrar a superfície externa da membrana com uma

série de envoltórios com composição e funções variadas.

1. Glicocálice – é um envoltório externo de células animais

formado por glicolipídios e glicoproteínas.

FUNÇÕES: As principais são de proteção, barreira de difusão,

enzimática, antigênica – só a porção constante – adesiva,

inibição por contato, reconhecimento celular e definição de

um ambiente especial, com pH, força iônica e carga elétrica

próprios.

. Cada célula tem o seu glicocálice característico como uma

espécie de "impressão digital da célula". Esta característica

permite que as células de um determinado tecido reconheçam-

se entre si, limitando o seu crescimento por inibição de

contato.

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Microfotografia de membrana plasmática com vilosidades e glicocálice

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Constituição:

- Variáveis: como as glicoproteínas e as glicosaminoglicanas,

que são primeiramente secretadas pela membrana e depois

aderidas por ela;

- Constante: como a porção glicídica de glicoproteínas e

glicolipídeos.

As células cancerosas, p. ex., apresentam o seu glicocálice

alterado, por isso não param o seu crescimento pelo contato

com as células vizinhas, formando então massas celulares

que se constituem nos tumores.

Uma aplicação prática desta função seria a proteção contra

certos tipos de vírus. Tanto alguns vírus quanto o ác. siálico

ou N-acetil-neuramínico (presente em certos glicocálice)

possuem carga negativa, ocorrendo, assim, repulsão entre

eles.

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REFORÇOS DA MEMBRANA

2.Parede bacteriana (responsável pela VIRULÊNCIA de

muitas bactérias) um envoltório externo de muitas

bactérias e tem como principal função a manutenção da

forma específica de cada bactéria, protegendo-as das

variações osmóticas do meio.

3.Parede celular é o envoltório característico das células

vegetais. Ela possui uma composição química complexa

e atua principalmente como estrutura esquelética.

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Célula Vegetal:- parede celular

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A parede celular é uma estrutura incolor, elástica, brilhante, rígida o que

diminui a possibilidade de modificação na forma da célula. Possui resistência à

decomposição por microrganismos. Apesar de rígida ela é permeável, não

exercendo controle sobre as substâncias que penetram na célula ou saem dela.

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ESPECIALIZAÇÕES DA MEMBRANA PLASMÁTICA

- Interdigitações: São saliências e reentrâncias da

membrana celular que se encaixam em estruturas

complementares das células vizinhas.

- Microvilosidades: São especializações apicais da

membrana. Elas estão presentes na superfície livre das

células do intestino delgado, responsáveis pela

absorção de nutrientes.

Cada célula intestinal deste tipo possui em média três

mil microvilosidades. Em 1 mm2 de superfície

intestinal, existem cerca de 200 000 dessas

especializações. Elas são evaginações permanentes da

membrana com o aspecto digitiforme, que ampliam

consideravelmente a superfície de contato da célula

com os nutrientes vindos da digestão, para melhorar

assim a função de absorção intestinal.

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Microvilosidades:

ESPECIALIZAÇÕES DE MEMBRANA

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Desmosomos: Cada desmosomo tem a forma de uma placa arredondada e

é constituído pelas membranas de duas células vizinhas. Devido à função

de adesão e à sua distribuição descontínua, o desmosomo é também

chamado de macula adherens.

- Zônula de Adesão: É uma formação encontrada em certos epitélios de

revestimento, circundando a parte apical das células. Sua estrutura é

semelhante à dos desmosomas, porém a zônula de adesão é um cinto

contínuo em volta da célula. As suas funções são promover a adesão

entre as células e oferecer local de apoio para os filamentos que

penetram nos microvilos das células epiteliais com orla em escova.

- Zônula Oclusiva: É uma faixa contínua em torno da zona apical de certas

células epiteliais que veda completamente o trânsito de material por

entre as células. Outra função da zônula oclusiva, também chamada

junção oclusiva, é permitir a existência de potenciais elétricos

diferentes, conseqüência de diferenças na concentração iônica entre as

duas faces da lâmina epitelial.

- Complexo Juncional: Está presente em vários epitélios próximo à

extremidade celular livre, sendo constituído dos seguintes elementos:

zônula oclusiva, zônula de adesão e uma fileira de desmosomas. O

complexo juncional é uma estrutura de adesão e vedação.


Microvilosidad

es

Zonula de oclusão

Zonula de adesão

Junção comunicante

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DESMOSSOMOS

São pontos de espessamentos nas membranas de células vizinhas. Entre esses

espessamentos há uma espécie de cimento, formado de numerosas partículas de

glicoproteínas e destinado a firmar a ligação entre as células. A partir dos

espessamentos saem as tonofibrilas, que são finos filamentos radiados de natureza

protéica. A metade de um desmossomo pertence a uma célula e a outra metade à

célula vizinha. Ex: células epiteliais.

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INVAGINAÇÕES DE BASE

Invaginações na base da

célula. Cada loja do

citoplasma assim

formado apresenta

pilhas de longas

mitocôndrias.

Função: favorece o

transporte ativo de

íons, como nas células

dos rins.

Microvilosidades

4- PLASMODESMOS

São pontes de contato ente células vegetais vizinhas,

permitindo a comunicação entre os citoplasmas.

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Porção apical:

Cílios

Formados por mictotúbulos (MT) cujo axonema é formado por

9 pares de MT periféricos – ligados entre si por pontes de

nexina - e um par central. O movimento dos cílios é dado pela

ação da dineína, que se associa aos MT e hidrolizam ATP para

a realização do dito movimento. Ocorre o deslizamento entre

os feixes, que se curvam, por possuírem em suas bases as

travas radiais. Transversalmente, os cílios são semelhantes

aos flagelos.

Estereocílios

Flagelos

OBS: As células dos microvilos possuem grandes quantidades

de glicocálix, devido à grande produção de dissacaridases e

dipeptidases.


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CÍLIOS E FLAGELOS

São formações que apresentam na superfície de certas células de invertebrados, de

protistas e de organismos superiores, proveniente do alongamento de nove fibrilas ou

microtúbulos de centríolo. É comum fazer-se a distinção entre cílios e flagelos pelo

número e pela dimensão dos mesmos. Os cílios são curtos e numerosos, enquanto os

flagelos são longos e em pequeno número. Ambos tem a participação nos movimentos

celulares. Ex: cílios protozoários ciliados (paramecium), flagelos protozoários

flagelados, sptz, bactérias, anterezóides,etc..

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Porção basal:

Hemi – desmossomos - Permite a adesão entre a

célula e a lâmina basal. Ë formada por filamentos

intermediários (FI) de integrina.

Contatos Focais - Liga a célula à matriz extracelular.

É formada por FI de integrina ligadas a fibras de

stress ou tencionais.

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TRANSPORTE ATRAVÉS DAS MEMBRANAS –

a. FUNÇÕES:

Incorporação de novas substâncias para o

metabolismo celular (nutrição);

Eliminação de restos metabólicos (excreção);

Eliminação de substâncias especiais para o

metabolismo extracelular (secreção).

E também funções especiais como: polarização de

membrana (pela bomba de sódio e potássio) e

Defesa celular (pela fagocitose em leucócitos).

Equilíbrio hídrico e

Controle da turgescência celular também estão

presentes (pela difusão ou osmose)

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TRANSPORTE ATRAVÉS DAS MEMBRANAS

Os componentes hidrofóbicos, solúveis nos lipídios,

atravessam facilmente a membrana, por ser esta

constituída de uma bicamada lipídica , como é o caso

dos ácidos graxos, hormônios esteróides e anestésicos.

As substâncias hidrófilas, insolúveis nos lipídios,

penetram nas células com mais dificuldade,

dependendo do tamanho da molécula e também de

suas características químicas.

A configuração molecular poderá permitir que a

substância seja transportada por intermédio de um

dos mecanismos especiais desenvolvidos durante a

evolução, como o transporte ativo e a difusão

facilitada

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Transporte molecular:

- Passagem do solvente: difusão osmótica.

- Passagem do soluto: Transportes ativo e passivo.

a. TRANSPORTE PASSIVO:

é impulsionado por gradientes iônicos, não havendo gasto de

energia a partir da hidrólise de ATP.

Podem ocorrer por:

1. Através da bicamada;

2. Por difusão facilitada:

3. Mediada por canais iônicos ou protéicos: o interior

desses canais é polar, o que permite a passagem de íons, e

raramente encontram-se sempre abertos, pois geralmente se

abrem mediante a um estímulo químico


Transporte Passivo:

Osmose - (osmos= empurrar) É um fenômeno de difusão em

presença de uma membrana semipermeável. Nele, duas

soluções de concentrações diferentes estão separadas por uma

membrana que é permeável ao solvente e praticamente

insolúvel ao soluto. Há, então, passagem do solvente de onde

está em maior quantidade (solução hipotônica) para onde está

em menor quantidade (solução hipertônica).

Solução Hipotônica

(Hemólise)

Solução Hipertônica

(Crenação)

Osmose

A célula vegetal é vulnerável aos ambientes hipertónicos, a saída da água

contida no seu vacúolo, provoca uma diminuição do volume celular e,

consequentemente, o afastamento da membrana plasmática relativamente

à parece celular. Este fenómeno designa-se comumente por plasmólise.

Plasmólise

Deplasmólise

Hipotônico Hipertônico

http://www.dbio.uevora.pt/biologia1-novo/Image44.gif

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Osmose

Efeito da osmolaridade sobre

as células

Difusão Facilitada - Algumas substâncias, como a glicose,

galactose e alguns aminoácidos têm tamanho superior a 8

Angstrons, o que impede a sua passagem através dos poros. São,

ainda, substâncias não solúveis em lipídios, o que também

impede a sua difusão pela matriz lipídica da membrana. No

entanto, estas substâncias passam através da matriz, por

transporte passivo, contando, para isto, com o trabalho de

proteínas carregadoras (proteínas transportadoras).


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Mudanças conformacionais em uma proteína

carreadora para mediar a difusão facilitada

de uma proteína.

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A velocidade com que a difusão facilitada acontece

depende da diferença de concentração de substâncias

nos dois lados da membrana, da quantidade de

carreadores disponíveis e da velocidade com que as

reações se processam.

No caso da glicose, a velocidade de sua difusão é

grandemente aumentada com a presença de maior

quantidade de insulina, hormônio secretado pelo

pâncreas. Não se sabe, ainda, se o efeito da insulina

está no aumento dos carreadores ou no aumento da

velocidade de processamento das reações químicas

entre a glicose e o carreador.


Difusão Passiva - Muitas substâncias penetram nas células ou

delas saem por difusão passiva, isto é, como a distribuição do soluto

tende a ser uniforme em todos os pontos do solvente, o soluto

penetra na célula quando sua concentração é menor no interior

celular do que no meio externo, e sai da célula no caso contrário.

Neste processo não há consumo de energia. Ocorre a favor do

gradiente.

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DIFUSÃO SIMPLES

FONTE: http://www.afh.bio.br/nervoso/nervoso1.asp

O2

Co2

+

+

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Mediada por translocadores: transportam moléculas polares,

como AA, açúcares e vitaminas.

Os ÍONS DIRETORES comandam o transporte.

Ex: o Na entra na célula por translocação, pois encontram-se

mais concentrados do lado de fora. Ao mesmo tempo, a glucose

entra na célula contra um gradiente de concentração (pois

encontra-se mais concentrada no interior celular), aproveitando a

entrada do Na. Na célula, a bomba de Na aproveita-se da energia

de uma hidrólise de ATP e faz com que, a cada 3 Na’s que saem,

entrem 2 K’s, para que o interior da célula seja levemente

negativo em relação ao exterior.

obs:

1) Venenos de cobra trancam canais de Na e paralisam o músculo;

2) A repulsão de cargas e a agitação térmica das moléculas facilitam

a difusão.

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Transporte de substâncias de um

lado da membrana para outro

(uniporte) e co-transporte de

substâncias (simporte e antiporte).

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b. TRANSPORTE ATIVO:

- Há hidrólise de ATP para produção de energia.

- Emprego de translocadores:

BOMBAS IÔNICAS: Mecanismos que transportam íons de

- Na e K ATPase: mantém o potencial negativo no

interior celular, como fora explicado anteriormente.

- de H : mantém o pH em mitocôndrias e lisossomos.

- de Ca ATPase: membranas do retículo sarcoplasmático

e eritrócitos.

- de H e K ATPase: membranas parietais do estômago

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MOVIMENTO DE POLARIZAÇÃO

BOMBA DE Na +, K +, Atp ase

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POTENCIAL DE AÇÃO

CONDUTIVIDADE

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NEUROTRANSMISSOR - GABA

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A MIELINA é responsável pela cor da substância branca do encéfalo,da medula espinal e pela coloração dos nervos.

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A mielinização aumenta a velocidade e eficiência do

potencial de ação nos neurônios. Na doença

esclerose múltipla ocorre uma desmielinização.

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Desmielinização na doença esclerose

múltipla

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Regulação do pH do estômago

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c.Transporte em :

Endocitose:

FAGOCITOSE- entrada de partículas sólidas por

pseudópodos; visível ao MO.

PINOCITOSE -(endocitose não-seletiva): entrada de

partículas solúveis por pseudópodos; visível ao MO.

Ocorre a endocitose seguida de filtragem para

reaproveitamento.

MICROPINOCITOSE - (endocitose seletiva): entrada de

partículas solúveis por invaginações da membrana, e é

visível somente no ME.

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- Fagocitose: É o nome dado ao processo pelo

qual a célula, graças à formação de

pseudópodos, engloba, no seu citoplasma,

partículas sólidas. A fagocitose é um processo

seletivo, conforme pode ser observado no

exemplo da fagocitose de paramécios pelas

amebas. Nos mamíferos, a fagocitose é feita

por células especializadas na defesa do

organismo, como os macrófagos.

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- Pinocitose: É o nome dado ao processo pelo qual a célula,

graças à delgadas expansões do citoplasma, engloba gotículas

de líquido. Formam-se assim vacúolos contendo líquido, que se

aprofundam no citoplasma tornando-se cada vez menores, o

que sugere uma transferência de líquido para o hialoplasma.

Muitas células exibem esse fenômeno, como os macrófagos e

as células endoteliais dos capilares sangüíneos. No processo da

pinocitose formam-se longas projeções laminares da superfície

celular, visíveis ao microscópio óptico, que dão origem a

vesículas também grandes no processo chamado de

macropinocitose. A micropinocitose é de ocorrência mais geral

e dá origem a vesículas menores, visíveis somente no

microscópio eletrônico.

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EXOCITOSE


Partículas sólidas Partículas líquidas

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