Quais são as moléculas que atravessam mais fácil e rapidamente a membrana?

Índice

Introdução

A membrana plasmática, também conhecida como plasmalema, é a estrutura que envolve e delimita todo o conteúdo celular. Estabelece fronteira entre o meio celular interno (parte intracelular) com o meio externo (parte extracelular). Também serve de canal seletivo para a entrada e saída de substâncias na célula.

A membrana plasmática está presente tanto em procariotos quanto eucariotos, sempre desempenhando a mesma função. Por isso, a composição da membrana plasmática também é muito semelhante de um tipo celular para outro. 

A membrana plasmática é composta, predominantemente, por lipídios e proteínas. Esta composição é conhecida como lipoproteica, e se organiza obedecendo ao chamado “modelo de mosaico fluido”, proposto desde 1972. O modelo estabelece uma relação entre a estrutura lipoproteica e a flexibilidade e fluidez da membrana.

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Estruturas da Membrana Plasmática

• Fosfolipídios: encontrados abundantemente na membrana, os fosfolipídios são componentes anfipáticos, ou seja, possuem uma região polar e hidrofílica (com afinidade química pela água). Essa região é conhecida popularmente como cabeça. Além disso, contém uma molécula de fosfato e uma cauda apolar e hidrofóbica (sem afinidade com a água). Devido a essa característica - e ao fato de tanto o citoplasma quanto o meio extracelular possuírem, geralmente, grande concentração de água -, os fosfolipídios se organizam formando uma camada dupla, chamada de bicamada lipídica. Desse modo, a cauda do fosfolipídio se posiciona na porção interna da membrana, enquanto a cabeça permanece em contato com o meio intra ou extracelular.
• Proteínas: geralmente mergulhadas na camada de fosfolipídios, as proteínas da membrana atuam no transporte de substâncias, bem como no reconhecimento celular. Algumas proteínas ultrapassam a bicamada lipídica, interrompendo a continuidade. Essas são chamadas de proteínas transmembrana, proteínas canais ou integrais. Outras proteínas se encontram na porção interna ou na porção externa da membrana, e são, portanto, proteínas periféricas.
• Colesterol: presente apenas em células animais, o colesterol garante uma maior flexibilidade e elasticidade para a membrana plasmática. Isso facilita a entrada e saída de substâncias hidrofílicas pela bicamada lipídica. Em outros organismos, há outros tipos de esteróides na membrana que desempenham essa mesma função.
• Carboidratos: constituem as glicoproteínas, os açúcares ou glicídios. São encontrados, geralmente, na porção da membrana que está em contato com o meio extracelular. Atuam no reconhecimento, adesão e na proteção celular. Em células de animais e de alguns protozoários, a grande concentração de carboidratos presentes na membrana forma uma densa camada posterior à membrana plasmática, conhecida como Glicocálix (ou glicocalice).

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Função da Membrana

A membrana plasmática e toda sua complexa composição têm como função principal delimitar o conteúdo celular. Serve como uma fronteira que permite reconhecer facilmente tanto o meio intracelular - composto pelas organelas mergulhadas em um fluido viscoso conhecido como citosol - quanto o meio extracelular, possuindo contato com outras células e com a matriz extracelular - meio em que as células se aderem para formar os tecidos.

A membrana plasmática, com essa capacidade de delimitar o conteúdo celular, também protege a integridade celular e seus componentes.

A membrana plasmática auxilia no reconhecimento celular e de substâncias, devido às proteínas e glicídios presentes, uma vez que agem como receptores que se ligam a componentes próximos e mudam, se necessário, a estrutura e o metabolismo celular em resposta ao estímulo recebido.

Outra função importante da membrana é agir como o canal de entrada e saída de substâncias da célula. Esses transportes são específicos e só são possíveis devido à permeabilidade seletiva que a membrana possui.

Assim, determinadas substâncias passam livremente pelo conteúdo membranar, enquanto outras são impossibilitadas de fazer essa passagem de forma natural, tendo que recorrer a gastos energéticos para conseguir entrar ou sair da célula.

Transportes pela Membrana

Esse fluxo constante de substâncias que passam pela membrana plasmática garante que o metabolismo celular ocorra corretamente. Algumas substâncias são fundamentais para o crescimento e funções da célula.

Substâncias como glicerídeos e glicose, por exemplo, são absorvidos pela célula para serem oxidados e, a partir disso, gerar energia na forma de ATP. Anticorpos e outras proteínas de ação extracelular são secretados pelas vesículas do Complexo Golgiense para desempenharem a sua função fora do meio intracelular.

Ou seja, vários processos metabólicos necessitam de um eficiente transporte de substâncias através da membrana. Saber conceitos básicos de soluções facilita o entendimento desses processos.

Os diferentes tipos de transporte podem ser divididos em dois grupos: transporte passivo e transporte ativo.

Transporte passivo

Acontece quando não envolve consumo de energia. Através da energia cinética (energia de movimento), as moléculas e substâncias a serem transportadas se movimentam do meio em que há maior concentração dessa substância para o meio menos concentrado.

Devido às concentrações de soluto, o transporte passivo ocorre a favor do gradiente de concentração, com o objetivo de igualar a concentração dessa substância entre os meios intra e extracelular. 

Os tipos de transporte passivo são:

• Difusão Simples: quando partículas e moléculas caminham através da bicamada lipídica, como ocorre com o O2, CO2 etc. Sempre a favor do gradiente de concentração, essas moléculas conseguem atravessar a membrana por meio dos poros resultados do espaçamento mínimo entre os fosfolipídios.
• Difusão Facilitada: semelhante à difusão simples, porém, para atravessar a membrana, as moléculas necessitam do auxílio de proteínas de transporte. As proteínas “facilitam” o transporte dessas substâncias pela membrana. O exemplo mais clássico desse tipo de transporte é a entrada de glicose na célula mediada por proteínas canais.
• Osmose: transporte apenas de água pela membrana plasmática. A água entra ou sai da célula através de canais protéicos, chamados de porinas. Apesar de se assemelhar muito com a difusão facilitada (não envolve gasto de energia, proteínas mediando o transporte etc.), a osmose leva em consideração a concentração desolvente, no caso água, nesse transporte. Dessa forma, a água sai do meio em que está mais concentrada para o meio em há uma menor concentração de água. Mas, se analisarmos em termos de concentração de soluto, a água é transportada do meio menos concentrado (onde há uma menor concentração de soluto e, por isso, uma maior concentração de água) para o meio mais concentrado (onde a concentração de soluto é maior, mas a concentração de água é menor). Com isso, a osmose é um processo passivo, mas que em termos de soluto ela ocorre contra o gradiente de concentração, a fim de igualar as concentrações.

Transporte Ativo

Ocorre contra o gradiente de concentração, ou seja, a substância a ser transportada, aqui chamada de soluto, se move do meio em que há uma menor concentração sua para o meio em que essa concentração é maior (a substância caminha do meio menos concentrado para o mais concentrado).

Como é um tipo de transporte que ocorre contra o gradiente de concentração, ele precisa de mais energia para ocorrer, pois apenas a energia cinética não é suficiente. Dessa forma, o transporte ativo tem como característica o gasto de energia através do consumo de ATP.

• Bomba de Sódio e Potássio (Bomba de Na+/K+): ocorre através de enzimas que quebram o ATP. Por isso, são chamadas de ATPases. Atuam como bombas que impulsionam moléculas de sódio e de potássio contra o gradiente de concentração. A concentração de sódio no interior celular é menor quando comparada com a concentração extracelular, e a concentração de potássio é inversa, sendo menor fora da célula e maior no interior celular. Dessa forma, em condições passivas, a fim de igualar concentrações, as moléculas de sódio entrariam na célula por difusão e as de potássio sairiam. Entretanto, a bomba opera realizando o oposto, bombeando íons de sódio para fora da célula e absorvendo íons de potássio. É importante manter constante essa diferença de concentração, pois auxilia no equilíbrio osmótico e determina o potencial elétrico da célula, facilitando a passagem do impulso nervoso. Há outras bombas na membrana plasmática, como a bomba de cálcio, por exemplo.
• Endocitose e Exocitose: também é um transporte ativo, mas opera mudando o formato da membrana para absorver ou secretar moléculas grandes. A endocitose é o processo de absorção de grandes moléculas, envolvidas pela membrana plasmática. A membrana forma braços (pseudópodes) que se unem e transportam a partícula absorvida para o meio intracelular. Se essa molécula grande é sólida, o processo é conhecido como fagocitose. Se a absorção for de moléculas líquidas, o transporte é conhecido como pinocitose. Neste caso, a membrana não forma pseudópodes, mas invaginações que absorvem o líquido. Exocitose é o processo de secreção de partículas empacotadas em vesículas de composição semelhante às da membrana plasmática, sintetizadas pelo Complexo Golgiense. Essas vesículas armazenam a substância que precisa ir para o meio extracelular e são transportadas para a membrana plasmática. Então, se unem à composição da membrana e secretam o conteúdo interno para o meio externo.