UNIDADE II MEMBRANA CELULAR

2 MEMBRANA CELULAR

A membrana celular, tambm conhecida por plasmalema, a estrutura que delimita todas as clulas vivas, tanto as procariticas como as eucariticas. Ela estabelece a fronteira entre o meio intracelular, o citoplasma, e o meio extracelular, que pode ser a matriz dos diversos tecidos.

Aparece em eletromicrografias como duas linhas escuras separadas por uma faixa central clara, com uma espessura de 7 a 10 nm. Esta estrutura trilaminar encontra-se em todas as membranas encontradas nas clulas, sendo por isso chamada de unidade de membrana ou membrana unitria.

A membrana celular no estanque, mas uma porta seletiva que a clula usa para captar os elementos do meio exterior que lhe so necessrios para o seu metabolismo e para libertar as substncias que a clula produz e que devem ser enviadas para o exterior (sejam elas produtos de excreo, das quais deve se libertar, ou secrees que a clula utiliza para vrias funes relacionadas com o meio).2.1 Organizao Molecular da Membrana Celular

Na dcada de setenta foi proposto por S. J. Singer e G. L. Nicolson o Modelo de Mosaico Fluido para a estrutura biolgica das membranas.Segundo este modelo, a membrana biolgica uma estrutura dinmica, fluida, cuja constituio base uma bicamada de fosfolipdios (bicamada lipdica), sobre a qual se encontram distribudas molculas proteicas nela inseridas. Na face externa da membrana encontram-se hidratos de carbono ligados, quer cabea hidroflica dos fosfolipdios (glicolipdios), quer s protenas (glicoprotenas), que se pensa serem importantes no reconhecimento de substncias. A bicamada fosfolipdica das biomembranas tem um papel essencialmente estrutural. Os fosfolipdios dispem-se nesta bicamada de forma a que as cabeas polares (hidroflicas) ocupem as duas superfcies (intra e extracelular) e as caudas (hidrofbicas) fiquem orientadas umas para as outras. Os lipdios da bicamada so mveis, alterando com frequncia a sua posio dentro de uma camada. Podem executar movimentos laterais ou movimentos flip-flop, em que saltam de uma camada para outra.As protenas, que fazem parte da ultraestrutura das biomembranas, podem estar ligadas superfcie da membrana - protenas extrnsecas -, ou podem encontrar-se total ou parcialmente embebidas na bicamada - protenas intrnsecas -, originando uma estrutura assimtrica. Estas protenas podem, ainda, funcionar como enzimas, protenas transportadoras de substncias, protenas receptoras de sinais do meio externo. As protenas tambm podem mover-se lateralmente.

Resumindo, todas as membranas plasmticas celulares so constitudas predominantemente por fosfolipdeos e protenas em propores variveis e uma pequena frao de carboidratos, na forma de oligossacardeos. Exteriormente, na grande maioria das clulas animais, a membrana plasmtica apresenta uma camada rica em glicdeos: o glicoclix ou glicoclice. Entre outros papeis, o glicoclix tem a funo de reconhecimento qumico da clula para seu exterior e tem tambm funo protetora, impedindo que alguns tipos de vrus ou bactrias se anexem clula.Os lipdios presentes nas membranas celulares pertencem predominantemente ao grupo dos fosfolipdeos. Estas molculas so formadas pela unio de trs grupos de molculas menores: um lcool, geralmente o glicerol, duas molculas de cidos graxos e um grupo fosfato, que pode conter ou no uma segunda molcula de lcool. A estrutura das membranas deve-se primariamente a essa camada dupla de fosfolipdios. Esses lipdios so molculas longas com uma extremidade hidroflica (tem afinidade com a gua) e a cadeia hidrofbica (no tem afinidade com a gua). O grupo fosfato est situado nas lminas externas da estrutura trilaminar. A parte situada entre as lminas fosfatadas composta pelas cadeias hidrofbicas. As membranas animais possuem ainda o colesterol, e as clulas vegetais possuem outros esteris, importantes para o controle da fluidez das membranas. Em certa temperatura, quanto maior a concentrao de esteris, menos fluida ser a membrana. As clulas procariontes, salvo algumas excees, no possuem esteris.

As protenas so os principais componentes funcionais das membranas celulares. A maioria das protenas da membrana celular est mergulhada na camada dupla dos fosfolipdios, interrompendo sua continuidade, so as protenas integrais. Outras, as protenas perifricas, esto aderentes s extremidades de protenas integrais. Algumas protenas atuam no transporte de substncias para dentro ou para fora da clula. Entre estas, encontram-se glicoprotenas (protenas ligadas a carboidratos). Algumas destas protenas formam conexes, os fibronexos, entre o citoplasma e macromolculas da matriz extracelular.2.2 Permeabilidade e Transporte atravs da MembranaA membrana celular responsvel pela manuteno de uma substncia do meio intracelular, que diferente do meio extracelular e pela recepo de nutrientes e sinais qumicos do meio extracelular. Para o funcionamento normal e regular das clulas, deve haver a seleo das substncias que entram e o impedimento da entrada de partculas indesejveis, ou ainda, a eliminao das que se encontram no citoplasma. Por ser o componente celular mais externo e possuir receptores especficos, a membrana tem a capacidade de reconhecer outras clulas e diversos tipos de molculas, como hormnios.

As membranas celulares possuem mecanismos de adeso, de vedao do espao intercelular e de comunicao entre as clulas. Os microvilos ou microvilosidades so muito freqentes e aumentam a superfcie celular.

No confundir a membrana celular com a parede celular (das clulas vegetais, por exemplo), que tem uma funo principalmente de proteo mecnica da clula. Devido membrana citoplasmtica no ser muito forte, as plantas possuem a parede celular, que mais resistente.

A membrana celular uma camada fina e altamente estruturada de molculas de lpidos e protenas, organizadas de forma a manter o potencial elctrico da clula e a controlar o que entra e sai da clula (permeabilidade selectiva da membrana). Sua estrutura s vagamente pode ser verificada com um microscpio de transmisso electrnica. Muitas vezes, esta membrana contm protenas receptoras de molculas especficas, os Receptores de membrana, que servem para regular o comportamento da clula e, nos organismos multicelulares, a sua organizao em tecidos (ou em colnias).2.2.1 Permeabilidade.A permeabilidade um processo fundamental para a manuteno de condies intracelulares adequadas para o funcionamento e, consequentemente, para a vida da celula. Atuando de maneira seletiva, ela determina quais so as substncias que devem entrar e sair da clula. evidente que a membrana deve permitir a entrada de substncias responsveis pelo crescimento, regenerao e pelas atividades vitais da clula, tambm regula a saida de substncias atravs da secreo e da excreo. Enfim, a membrana permite que a clula mantenha equilibrado o seu meio interno independentemente das condies do meio extracelular. O meio interno deve ser adequado ao metabolismo normal de cada tipo de clula. As membranas so classificadas em quatro categorias, de acordo com a sua permeabilidade:

Membranas permeveis: so aquelas que permitem a passagem, atravs delas, tanto dos solutos como do solvente;

Membranas impermeveis: no permitem a passagem nem dos solutos e nem do solvente;

Membranas semipermeveis: so as que permitem a passagem do solvente, mas impedem a passagem dos solutos.

Membranas seletivamente permeveis: permitem a passagem do solvente e tambm de alguns tipos de solutos. Os fatores que determinam quais so os solutos capazes de atravessar a membrana ou no, so o tamanho da molcula, sua carga eltrica, sua polaridade, etc. As membranas celulares se enquadram nessa categoria.

A passagem de partculas atravs das membranas aleatria e sempre acontece em maior fluxo do local de maior concentrao para o local de menor concentrao. Esse tipo de movimento chamado a favor do gradiente de concentrao. Esse movimento a favor do gradiente de concentrao acontece at que se estabelea igualdade de concentrao entre os dois meios, ou seja, at que a distribuio de partculas seja uniforme.A permeabilidade pode ser calculada pela seguinte frmula:

D = s/t

Onde:D = Permeabilidades = quantidade de substncia que difundiut = tempo (mol/seg)

Mas tambm pode ser medida pelas tcnicas de deplasmlise, anlise qumica e pelo mtodo de istopos.

Mtodo de deplasmlise: Uma soluo hipertnica adicionada ao meio para que as clulas sejam plasmolisadas. A taxa de deplasmlise proporcional permeabilidade celular para a substncia utilizada, caso o produto penetre.

Mtodo de anlise qumica: Clulas so colocadas em imerso em uma substncia e retiradas aps um tempo determinado. O suco celular retirado com a ajuda de uma micropipeta ou seringa e analisado.

Istopos: Podemos aumentar a sensibilidade do segundo mtodo utilizando uma substncia radioativa e ser possvel saber a taxa de penetrao da substncia no protoplasma e no vacolo, de forma separada.

O primeiro mtodo mede a osmose enquanto os outros dois medem a difuso. Experimentos tm mostrado que a permeabilidade osmtica e difusional da clula so idnticas (Gutknacht, 1967).

A passagem seletiva de substncias, atravs da membrana, feita por trs processos: transporte passivo, transporte ativo e transporte de massa ou quantidade.

2.2.2 Transporte Atravs da MembranaTransporte PassivoOcorre sempre a favor do gradiente, no sentido de igualar as concentraes nas duas faces da membrana. No envolve nenhum gasto de energia.

A - OsmoseA gua se movimenta livremente atravs das membranas celulares. Esse movimento se faz do local de menor concentrao de solutos (pois o local de maior concentrao de gua!) para o local de maior concentrao. A presso com a qual a gua forada a atravessar a membrana conhecida por presso osmtica.A osmose no influenciada pela natureza do soluto, mas pela quantidade de partculas de soluto existentes em uma soluo. Quando duas solues contm a mesma quantidade de partculas por unidade de volume, mesmo que no sejam partculas do mesmo tipo, so chamadas solues isotnicas. Caso estejam separadas por uma membrana semipermevel, ou por uma membrana seletivamente permevel, o fluxo de gua nos dois sentidos ser exatamente igual, e podemos dizer que o fluxo global de gua nulo.

Quando se comparam solues com diferentes quantidades de partculas por unidades de volume, a de maior concentrao de partculas hipertnica, e exerce maior presso osmtica. A soluo de menor concentrao de partculas hipotnica, e a sua presso osmtica menor. Separadas por uma membrana semipermevel, h passagem de gua da soluo hipotnica em direo soluo hipertnica.

A osmose pode provocar alteraes na forma das clulas. Uma hemcia humana, clula que tem o formato de um disco bicncavo, isotnica em relao a uma soluo de cloreto de sdio a 0,9% em massa. Essa soluo conhecida como soluo fisiolgica, e empregada para hidratao endovenosa, para lavagem de ferimentos e de lentes de contato, etc. Se uma hemcia for colocada em um meio de concentrao superior a essa (uma soluo hipertnica, portanto), perde gua e murcha. Se estiver em uma soluo mais diluda (soluo hipotnica), absorve gua por osmose. Se a entrada de gua for intensa, a clula se distende at se romper. O rompimento das hemcias se chama hemlise.Existem protozorios, animais formados por uma nica clula, que vivem em gua doce, cuja concentrao de partculas inferior do meio intracelular. Como esses organismos evitam a exploso das suas clulas? Graas presena de uma "bomba" chamada vacolo pulstil ou vacolo contrtil. Quando h entrada de gua por osmose, em quantidade superior quela que a clula consegue tolerar, o vacolo pulstil bombeia o excesso de gua para fora da clula.

Protozorios marinhos no possuem vacolo pulstil, uma vez que o meio externo hipertnico em relao ao seu citoplasma, e a tendncia de sada de gua por osmose.

B - Difuso simplesConsiste na passagem de partculas de soluto do local de maior para o local de menor concentrao, tendendo a estabelecer um equilbrio. um processo geralmente lento, exceto quando o gradiente de concentrao muito elevado ou quando as distncias a serem percorridas pelas partculas forem muito pequenas.

A passagem de substncias relativamente grandes atravs da membrana se d por intermdio de poros que ela possui, e que pe diretamente em contato o hialoplasma e o meio extracelular.

A velocidade com a qual determinadas molculas se difundem pelas membranas das clulas depende de alguns fatores, anteriormente citados: tamanho das molculas, carga eltrica, polaridade, etc.

C - Difuso facilitadaAlgumas substncias entram nas clulas a favor do gradiente de concentrao e sem gasto de energia, mas com uma velocidade muito maior do que a que seria esperada se a entrada ocorresse por difuso simples. Nas clulas, isso acontece, por exemplo, com a glicose, com os aminocidos e com algumas vitaminas. Quando a concentrao externa de substncias menor que a interna, parte do lquido citoplasmtico tende a sair fazendo com que a clula murche - plasmlise. Quando a concentrao interna menor, o lquido do meio externo tende a entrar na clula, dilatando-a - Turgncia, entretanto existe ainda a situao em que a clula murcha e depois por motivos externos volta a obter sua quantidade normal de gua, ento esse fato chamado de Deplasmolise, ou seja, uma plasmolise inversa. Neste caso, se a diferena de concentrao for muito grande, pode acontecer que a clula estoure. As clulas que possuem vacolos so mais resistentes diferena de concentrao, pois estas organelas, alm de outras funes, agem retendo lquido.

As substncias "facilitadoras", presentes nas membranas celulares, so as permeases, e tm natureza proteica.Trasnporte AtivoNesse mecanismo de transporte, atuam molculas carregadoras que tambm so protenas. Ocorre contra gradiente de concentrao e com gasto de energia.Os mecanismos de transporte ativo agem como "portas giratrias", que recolhem uma substncia em uma das faces da membrana e a soltam na outra face.

Alguns mecanismos realizam uma troca de partculas, levando uma de dentro para fora e outra de fora para dentro. Um exemplo desse tipo de transporte a bomba de sdio e de potssio, que recolhe um on sdio na face interna da membrana e o solta no lado de fora da clula. Na face externa, prende-se a um on potssio, que lanado no meio intracelular. Esse mecanismo permite que a clula mantenha alta concentrao de potssio dentro da clula e alta concentrao de sdio no meio extracelular.

A energia empregada pelos mecanismos de transporte ativo vem do ATP (Adenosina-tri-fostato), produzido nas mitocndrias, durante a respirao celular.

Transportes de MassaAs clulas so capazes de englobar ou eliminar grandes quantidades de materiais "em bloco". Geralmente, esses mecanismos so empregados na obteno de macromolculas, como protenas, polissacardeos, cidos nuclicos, etc. Essa entrada de materiais em grandes pores chamada endocitose e exocitose. Esses processos de transporte de massa sempre so acompanhados por alteraes morfolgicas da clula e de grande gasto de energia.

A endocitose pode ocorrer por trs mecanismos fundamentais:

A - Fagocitose o processo pelo qual a clula engloba partculas slidas, pela emisso de pseudpodos.Nos protozorios, a fagocitose uma etapa importante da alimentao, pois a forma pela qual esses organismos unicelulares conseguem obter alimentos em grandes quantidades de uma s vez. Nos metazorios, animais formados por numerosas clulas, a fagocitose desempenha papis mais especficos, como a defesa contra microorganismos e a remodelagem de alguns tecidos, como os ossos.

B - PinocitoseProcesso pelo qual a clula engloba gotculas de lquido ou partculas de dimetro inferior a 1 micrmetro.

Depois de englobadas por fagocitose ou por pinocitose, as substncias permanecem no interior de vesculas, fagossomos ou pinossomos. Nelas, so acrescidas das enzimas presentes nos lisossomos, formando o vacolo digestivo. Voltaremos ao assunto quando estudarmos a digesto celular.C Endocitose mediada

Se uma invaginao da membrana for desencadeada pela ligao de uma determinada substncia a um constituinte especfico da membrana trata-se de um processo de endocitose mediada e chama-se a esse constituinte receptor.

Para entrar na clula deste modo necessrio que a membrana possua receptores especficos para a substncia em questo.

Este mecanismo utilizado por muitos vrus (como o HIV, por exemplo) e toxinas para penetrar na clula dado que ao longo do tempo foram desenvolvendo uma complementaridade com os receptores.

Este processo tambm importante para a Medicina, pois foram introduzidos em medicamentos usados para destruir clulas tumorais fragmentos que se ligam aos receptores membranares especficos das clulas que se pretende destruir.Enquanto que na endocitose as substncias entram nas clulas, existe um processo inverso: a exocitose. Depois de endocitado, o material sofre transformaes sendo os produtos resultantes absorvidos atravs da membrana do organito e permanecendo o que resta na vescula de onde ser posteriormente exocitado.

A exocitose permite, assim, a excreo e secreo de substncias e d-se em trs fases: migrao, fuso e lanamento. Na primeira, as vesculas de exocitose deslocam-se atravs do citoplasma. Na segunda, d-se a fuso da vescula com a membrana celular. Por ltimo, lana-se o contedo da vescula no meio extracelular.

2.3 Bomba de Sdio/Potssio

A bomba de sdio (tambm designada bomba de sdio-potssio, Na+/K+-ATPase ou bomba Na+/K+) um mecanismo que se localiza na membrana plasmtica de quase todas as clulas do corpo humano. tambm comum em todo o mundo vivo.

2.3.1 - Funo

Para manter o potencial elctrico da clula, esta precisa de uma baixa concentrao de ions de sdio e de uma elevada concentrao de ions de potssio, dentro da clula. Fora das clulas existe uma alta concentrao de sdio e uma baixa concentrao de potssio, pois existe difuso destes componentes atravs de canais inicos existentes na membrana celular. Para manter as concentraes ideais dos dois ions, a bomba de sdio bombeia sdio para fora da clula e potssio para dentro dela. Note-se que este transporte realizado contra os gradientes de concentrao destes dois ions, o que ocorre graas energia liberada com a clivagem de ATP (transporte ativo).2.3.2 - Mecanismo

A bomba, ligada ao ATP, liga-se a 3 ons de Na+ intracelulares.

O ATP hidrolizado, levando fosforilao da bomba e libertao de ADP.

Essa fosforilao leva a uma mudana conformacional da bomba, expondo os ons de Na+ ao exterior da membrana. A forma fosforilada da bomba, por ter uma afinidade baixa aos ons de sdio, liberta-os para o exterior da clula.

bomba ligam-se 2 ons de K+ extracelulares, levando desfosforilao da bomba.

O ATP liga-se e a bomba reorienta-se para libertar os ons de potssio para o interior da clula: a bomba est pronta para um novo ciclo.

O bombeamento no equitativo: para cada trs ons sdio bombeados para o lquido extracelular, apenas dois ons potssio so bombeados para o lquido intracelular.2.3.3 - Fisiologia

Como a membrana celular muito menos permevel ao sdio que ao potssio, desenvolve-se um potencial eltrico (positivo, como ponto de referncia o interior celular) na clula.

O gradiente de concentrao e eltrico estabelecido pela bomba de sdio suporta, no s o potencial elctrico de repouso da clula mas tambm os potenciais de ao em clulas nervosas e musculares. A exportao de sdio da clula proporciona a fora motriz para que certos transportadores faam o importe de glicose, aminocidos e outros nutrientes importantes para a clula. A translocao de sdio de um lado do epitlio para o outro cria um gradiente osmtico que suporta a absoro de gua.2.3.4 - Potencial de Membrana

Podemos dizer que os seres vivos so mquinas que funciona a base de eletricidade. Como a clula a menor expresso de um ser vivo, logo fcil observar diferenas de potenciais eltricos entre os lados da membrana celular.

Praticamente, todas s clulas do corpo (com exceo de algumas raras clulas vegetais), o interior sempre negativo e o exterior positivo), algumas clulas como as clulas nervosas e musculares, so excitveis, isto , capazes de auto gerar impulsos eletroqumicos em suas membranas e, na maioria dos casos, utilizar esses impulsos para a transmisso de sinais ao longo de membranas.

A origem desses potenciais uma distribuio assimtrica de ons, especialmente de Na+, K+ , Cl- e HPO4-- .

Os fluidos dentro e fora da clula so sempre neutros, isto , a concentrao de nions (ons negativos) em qualquer local sempre igual ao de ctions (ons positivos) no podendo haver acmulo local de cargas eltricas nesse fluido. Podemos imaginar a membrana como um capacitor no qual as duas solues condutoras esto separadas por uma delgada camada isolante, a membrana. As cargas eltricas em excesso, que provocam a formao de um potencial eltrico, se localizam em torno da membrana celular: a superfcie interna da membrana coberta pelo excesso de nions(-), enquanto que, na superfcie externa, h o mesmo potencial ctions(+), falta de eltrons.

O potencial de membrana existe sob duas formas principais: o potencial de repouso e o potencial de ao.

Potencial de Repouso: Esse potencial tem sua origem em um mecanismo simples, de alternncia entre o transporte ativo e o transporte passivo de pequenos ons. As figuras representam as concentraes e o tipo de transporte de cada on.

Fase 1- Os ons sdio (Na+) entram passivamente na clula, atravs do gradiente de concentrao. Fase 2 - A clula expulsa esses ons (Na+) ativamente, ao mesmo tempo que introduz, tambm ativamente, um on potssio (K+) . Fase 3 - O on potssio (K+ ) tem grande mobilidade e volta passivamente, para o lado externo da membrana, conferindo-lhe carga positiva. Do lado interno, ons fosfato e especialmente protenas aninicas fornecem carga negativa.

O on Cl- acompanha, por atrao eltrica o on Na+, e diminui o potencial eltrico, ficando a clula polarizada.

Todas clulas possuem potencial de transmembrana (repouso - 90 mV), que desaparece quando a clula morre.

Potencial de Ao: uma variao brusca do potencial de membrana, provocada por estmulos externos.

Vrios estmulos podem deflagrar o potencial de ao: como qumicos, eltricos, eletromagnticos, e at mecnicos. H clulas especiais, auto excitveis, que geram ritmicamente o potencial de ao. Essas clulas so responsveis pelo incio dos movimentos repetitivos biolgicos, como batimentos cardacos e frequncia respiratria.

O potencial de ao de uma clula excitvel dura apenas alguns milsimos de segundo, e pode ser dividido nas seguintes fases:

1 - Despolarizao: Abertura dos canais de sdio, isso propicia fluxo intenso de ons Na+ de fora para dentro da clulas, por um processo de difuso simples. Como resultado do fenmeno, o lquido intracelular se carrega positivamente e a membrana passa a apresentar um potencial inverso daquele encontrado nas condies de repouso. (positivo no interior e negativo no seu exterior). O potencial de membrana nesta fase de aproximadamente +45mV.

2 - Repolarizao: Durante este espao de tempo, a permeabilidade aos ons sdio retorna ao normal e, simultaneamente, ocorre um aumento na permeabilidade aos ons potssio (sada), devido ao excesso de cargas positivas encontradas no interior da clula (maior concentrao de potssio dentro da clula). J os ons sdio que estavam em grande quantidade no interior da clula, vo sendo transportados ativamente para o exterior, pela bomba de sdio-potssio. Todo este processo faz com que o potencial da membrana celular volte a ser negativo. O potencial nesta fase passa a ser de aproximadamente de -95mV (pouco mais negativo que no potencial de repouso).

3 - Repouso: a fase em que a clula volta situao anterior a excitao. Nesta fase a permeabilidade aos ons potssio retorna ao normal e a clula retorna as condies iniciais com potencial de membrana em torno de - 90mV.

Este processo como um todo perdura por aproximadamente, 2 a 3 milisegundos na grande maioria das clulas do corpo humano. Mas existem clulas excitveis, como por exemplo, clulas do msculo cardaco, cujo potencial de ao varia de 1,15 a 0,3 segundos, tais potenciais ocorrem na fase em que a clula est despolarizada. Esses potenciais so denominados Potenciais de Plat.

2.4 Cobertura de Membrana

O termo cobertura celular ou glicoclix frequentemente utilizado para descrever a regio rica em carboidratos na superfcie celular. Esses carboidratos ocorrem tanto como cadeias de oligossacardeos ligadas covalente a protenas da membrana (glicoprotenas) e lipdeos (glicolipdeos), e na forma de proteoglicanos que consistem de longas cadeias de polissacardeos ligados covalentemente a um ncleo protico.

Eletromicrografia mostrando as vilosidades da membrana plasmtica e o Glicoclix

As cadeias laterais de oligossacardeos so extremamente diversificadas no arranjo de seus acares. Essa cobertura de carboidratos ajuda a proteger a superfcie celular de leses mecnicas e qumicas e recentemente descobriu-se que oligossacardeos especficos funcionam como intermedirios em diversos processos transitrios de adeso clula-clula, inclusive queles que ocorrem em interaes espermatozoide/vulo, coagulao sangunea, e recirculao de linfcitos em respostas inflamatrias.2.5 Comunicao e Reconhecimento Celular2.5.1 Comunicao Celular

O registro fssil sugere que sofisticados organismos unicelulares semelhantes s bactrias atuais estavam presentes na Terra h trs e meio bilhes de anos, mas aparentemente foram necessrios mais dois e meio bilhes de anos para que surgissem os primeiros organismos multicelulares. Por que a multicelularidade evoluiu to lentamente?Embora a resposta no seja conhecida, parece estar relacionada com a necessidade de um organismo multicelular de elaborar mecanismos de sinalizao que permitam s clulas se comunicarem umas com as outras, de forma a coordenar seu comportamento em benefcio do organismo como um todo.

Sinais intercelulares, interpretados por uma maquinaria complexa da clula que responde a eles, leva cada clula a determinar sua posio e funo especializada no organismo e garantir, por exemplo, que cada clula somente se divida quando as clulas vizinhas lhe ordenarem. A importncia de tais "controles sociais", na diviso celular, torna-se evidente quando esses controles falham, resultando em cncer, o qual geralmente mata o organismo multicelular.

medida que mais tcnicas sensveis e apuradas tornaram-se disponveis para o estudo das clulas e dos mecanismos que as mesmas utilizam para comunicarem-se umas com as outras, as caractersticas intrincadas dos processos de sinalizao utilizados pelos eucariotos superiores esto lentamente sendo desvendadas.

Uma clula animal possui um sistema complexo de protenas que lhe permite responder aos sinais enviados por outras clulas. Esse sistema inclui receptores proteicos de superfcie celular e intracelulares, proteinoquinases, fosfatases, protenas ligadoras de GTP e muitas outras protenas, com as quais essas protenas-sinais interagem.

Molculas sinalizadoras extracelulares so reconhecidas por receptores especficos localizados na superfcie ou no citoplasma das clulas-alvoEnquanto as leveduras se comunicam umas com as outras para reproduzirem-se atravs da secreo de diversos pequenos peptdeos, as clulas de animai s superiores comunicam-se atravs de centenas de tipos de molculas de sinalizao, incluindo protenas, pequenos peptdeos, aminocidos, nucleotdeos, esterides, retinides, derivados de cidos graxos e, ainda, gases como xido ntrico e monxido de carbono.

So muitos os tipos de protenas de membrana e as funes que elas desempenham. As clulas dos organismos multicelulares precisam: se comunicar; organizar o crescimento dos tecidos; e, coordenar as suas funes. As clulas usam trs formas de comunicao atravs das protenas da membrana:

Sinalizao Endcrina - Secretar, atravs da membrana, molculas que atuam sobre clulas distantes.

Sinalizao Parcrina - Utilizar protenas sinalizadoras, para alertar a clula em determinadas situaes, presas membrana plasmtica. Elas influenciam outras clulas por contato fsico direto. Sinalizao Justcrina - Estabelecem junes comunicantes, espcie de canais de comunicao entre clulas muito prximas, que possibilitam trocas de pequenas molculas informacionais (gap junction). Ele se conecta diretamente o citoplasma de duas clulas, que permite que vrias molculas e ons passarem livremente entre as clulas.

gap junction

One gap junction channel is composed of two connexons (or hemichannels) which connect across the intercellular space. [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] Gap junctions are analogous to the plasmodesmata that join plant cells. [ 7 ]Um canal de juno da abertura composto de dois canais que se conectam atravs do espao intercelular. As junes gap so anlogas aos plasmodesmos que unem as clulas vegetais. A notable use of gap junctions is in the electrical synapse found in some neurons . Um uso notvel de junes (gap) est na sinapse eltrica encontrada em alguns neurnios. Sinalizao Autcrina - apenas afetam as clulas que so do mesmo tipo celular que a clula emissora. Um exemplo so as clulas do sistema imunitrio.2.5.2 Reconhecimento Celular

Reconhecimento celular, reconhecimento intercelular ou histocompatibilidade celular o processo pelo qual as molculas de carboidrato constituem a base qumica para o reconhecimento mtuo entre as clulas. Desses acares se valem igualmente as bactrias, para identificar sua clula hospedeira, as clulas do sistema imunolgico, para distinguir o tecido doente. Os carboidratos tambm dirigem a organizao dos embries. Tambm o reconhecimento celular se d entre os cidos graxos entre as clulas sanguneas.O glicoclix um envoltrio, uma camada externa membrana, presente em clulas animais, formado por uma rede frouxa de carboidratos que recobre a membrana plasmtica. O glcoclix: protege a clula contra agresses fsicas e qumicas; retem nutrientes e enzimas; e, participa do reconhecimento intercelular, uma vez que diferentes clulas possuem diferentes glicoclix e diferentes glicdios.Possui dois tipos de constituintes:

Variveis: como as glicoprotenas e as glicosaminoglicanas, que so primeiramente secretadas pela membrana plasmtica e depois aderidas por ela;

Constantes: como a poro glicdica de glicoprotenas e glicolipdeos.

Suas principais funes so de proteo, barreira de difuso, enzimtica, antignica s a poro constante adesiva, inibio por contato, reconhecimento celular (em transplantes de rgos) e definio de um ambiente especial, com pH, fora inica e carga eltrica prprios.

O glicoclix pode atuar como proteo contra certos tipos de vrus. Esta se daria por repulso eletrosttica porque tanto alguns vrus quanto o cido silico ou N-acetil-neuramnico (presente em certos glicoclix) possuem carga negativa.Esta funo particularmente importante no caso das clulas que se organizam em sociedades pluricelulares (organismos), nas quais se estabelece com base num patrimnio gentico comum, uma diferenciao de funes. A garantia de que as clulas constituintes do organismo pertencem mesma famlia implica, no s a existncia de sinais exteriores identitrios, como a capacidade de reconhec-los. Correlativamente, implica que certas clulas, dentro do quadro de partilha de funes, disponham de mecanismos especficos de eliminao os eventuais intrusos. O reconhecimento celular uma funo multifacetada, na qual a membrana intervm a diversos ttulos.12