Membrana Celular - Estrutura

Bom dia pessoal, como existem alguns tópicos a serem falados sobre a Membrana Celular, vou começar falando sobre sua estrutura física, sobre seus componentes e algumas de suas funções.

O texto a seguir foi retirado, em parte, do Capítulo 2 do Livro Tratado de Fisiologia Média - Guyton e Hall

A maioria das organelas celulares é delimitada por uma membrana, a qual é composta de lipídios, proteínas e carboidratos. Podemos citar, como exemplos: membrana nuclear, membrana mitocondrial, membrana do retículo endoplasmático, membrana dos lisossomos e a membrana que é o objetivo dessa aula, a membrana celular ou membrana citoplasmática.

A membrana celular ou citoplasmática é uma estrutura fina, flexível e elástica, com cerca de 7,5 a 10 nanômetros de espessura. Composta, mais detalhadamente, por:

• Proteínas: 55%
• Fosfolipídeos: 25%
• Colesterol: 13%
• Outros lipídios: 4%
• Carboidratos: 3%.

Tratado de Fisiologia Médica - Guyton

- A barreira lipídica impede a penetração de água:

A estrutura básica da membrana é conhecida como bicamada lipídica, um fino filme, formado por uma dupla camada de fosfolipídeos. 

Essas moléculas de fosfolipídeos possuem dois componentes ou duas extremidade: uma "cabeça" hidrofílica ou hidrossolúvel (solúvel em água - fosfato) e as "caudas" hidrofóbicas ou lipofílicas (solúveis em óleo - ácidos graxos). 

Isso a torna uma molécula anfipática:

Como as partes hidrofóbicas das moléculas são repelidas pela água, mas se atraírem entre si, elas espontaneamente se dispõem no interior da membrana. Enquanto isso, as partes hidrofílicas com fosfato constituem as duas superfícies da membrana celular (externa e interna), em contato com água do líquido intracelular (LIC) e líquido extracelular (LEC). 

A figura abaixo mostra como fica essa distribuição na bicamada lipídica:

Plantando Ciência

A camada lipídica, no meio da membrana, é insolúvel às substâncias hidrossolúveis comuns, como íons, glicose e ureia. Inversamente, as substâncias lipossolúveis como oxigênio, gás carbônico e o álcool podem atravessa a membrana com facilidade.

As moléculas de colesterol da membrana também são lipídeos. Essas moléculas encontram-se dissolvidas na bicamada lipídica, e são elas que contribuem para a permeabilidade seletiva da membrana (uma das principais funções da membrana celular). Assim, o colesterol regula a fluidez da membrana plasmática.

- Proteínas Integrais e Periféricas da Membrana Celular:

Existem dois tipos de proteínas na membrana celular: as proteínas integrais, que atravessam a membrana de uma lado ao outro (percorrem toda a extensão da membrana - ou seja, entram em contato com o LIC e com o LEC) e as periféricas, que não atravessam a membrana e estão ancoradas em sua superfície, tanto interna quanto externa.

Muitas das proteínas integrais formam canais (ou poros), pelos quais as substâncias hidrossolúveis, como a água e os íons podem se difundir entre o LEC e o LIC. 

Esses canais também são seletivos e normalmente específicos para o transporte de uma ou de poucas substâncias. O transporte por essas proteínas pode ser ativo (com gasto de energia) ou passivo, os quais serão discutidos na próxima aula.

As moléculas de proteínas periféricas são, frequentemente, ligadas às proteínas integrais. Funcionam como enzimas ou como reguladoras do transporte de substâncias através dos "poros" da membrana celular.

- Carboidratos da Membrana: o "glicocálice" celular:

Os carboidratos na membrana ocorrem em combinação com proteínas ou lipídeos, recebendo o nome, respectivamente, de glicoproteínas ou glicolipídeos.

A maior parte das proteínas integrais são glicoproteínas. A grande maioria dessas porções "glico" dessas moléculas ficam do lado de fora da membrana celular, voltada para o LEC.

Assim, toda a superfície externa da célula, em geral, apresenta um revestimento frouxo de carboidrato, que recebe o nome de Glicocálice.

Esses carboidratos, que formam o glicocálice, exercem as seguintes funções na Membrana Celular:

1. Possuem carga elétrica negativa, o que dá à maioria das células uma superfície carregada negativamente, repelindo ânions;
2. O Glicocálice de algumas células se une ao glicocálice de outras células, assim fixando uma célula à outra;
3. Muitos dos carboidratos agem como receptores para a ligação de hormônios, tais como insulina --> quando a ligação ocorre, ativa proteínas internas acopladas que, por sua vez, ativam uma cascata de enzimas intracelulares (veremos mais a frente no curso de fisiologia);
4. Alguns domínios de carboidrato participam de reações imunes.

Um último detalhe dessa aula:

Normalmente, devido a essa função da membrana plasmática de seletividade, costumamos pensar que ela é rígida, não-maleável. Como escrito lá em cima, isso não é verdade. Ela é extremamente flexível e fluída, e a real situação dela em nossas células é melhor representada pelo GIF abaixo:

Obrigado pela atenção pessoal, qualquer dúvida deixem nos comentários ou me encaminhem um e-mail.

Bons estudos.