Membrana Celular: Estrutura e Funções

Bom dia pessoal,

Continuando nossa disciplina de Fisiologia Humana, hoje vamos entender um pouco mais sobre a Membrana Celular, pois vocês irão perceber que algumas características da MC são indispensáveis para o bom funcionamento do nosso organismo.

Vamos começar pela estrutura da membrana celular, ou, sendo um pouco mais claro: Do que é feita a Membrana Celular?

Entendendo seus componentes, podemos discutir suas funções.

Gif retirado de: Site de gifs

Gosto muito do GIF acima, ele nos mostra claramente o que acontece do lado de fora (LEC) e do lado de dentro (LIC) das nossas células, movimentação constante, fluidez, passagem de substâncias, o conceito de uma membrana maleável e ao mesmo tempo muito resistente.

Mas acredito que para uma melhor discussão e entendimento, a figura abaixo pode ajudar um pouco mais:

Membrana Celular: Brittanica 

Com uma visão mais clara da membrana celular, agora deixa eu explicar para você do que ela é composta.

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

Composta por:

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

Sabendo do que é composta, encontre esses componentes da membrana na figura abaixo (exceto o colesterol, que não aparece):

Tratado de Fisiologia Médica - Guyton

Apesar dos fosfolipídios não serem o componente mais abundante, a membrana é conhecida como bicamada lipídica, formado por uma dupla camada de fosfolipídios. 

É interessante observar esse ponto pois esse maior apreço pelos fosfolipídios tem relação direta com uma das principais funções da MC.

Essas moléculas de fosfolipídios possuem duas porções principais: uma "cabeça" hidrofílica ou hidrossolúvel (afinidade com água - fosfato) e as "caudas" hidrofóbicas ou lipofílicas (afinidade com óleo - ácidos graxos). 

Isso a torna uma molécula anfipática, como vocês podem visualizar na figura:

Slide: Plantando Ciência

Como as partes hidrofóbicas das moléculas são repelidas pela água, mas se atraírem, 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, como alguns íons, glicose e ureia, por exemplo. 

Inversamente, as substâncias lipossolúveis como oxigênio, gás carbônico e o álcool podem atravessar a membrana com facilidade.

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

Os outros dois componentes importantes da membrana celular para discutirmos hoje são as Proteínas e os Carboidratos.

Acho essa figura bem didática para nos mostrar o conceito de Proteínas Integrais (ou Transmembranas) e Proteínas Periféricas. Alias, esses são os dois tipos de proteínas na MC.

Fonte: Plantando Ciência

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, mas isso é assunto para a nossa 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 (discutiremos isso quando falarmos dos receptores celulares).

Tá, mas e os carboidratos?

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

A maior parte das proteínas integrais são glicoproteínas. A grande maioria dessas porções "glico" 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.

Beleza pessoal. Imaginem que, na aula presencial, esse seria o momento do recreio. Respirem!

Organizem as ideias ai na cabeça de vocês e observem se entenderam a primeira parte da matéria.

Se está tudo ok e vocês entenderam do que é feita a nossa membrana celular, vamos continuar agora falando das Funções dessa membrana.

- Funções da Membrana Celular:

Vou descrever brevemente algumas funções, mas já vamos deixar claro no primeiro parágrafo que a principal função que vocês precisam entender aqui na nossa disciplina é a Permeabilidade Seletiva. 

Prestem atenção nessa função, pois vocês vão conseguir associá-la diretamente com o conteúdo da próxima aula, o Transporte através da Membrana Celular.

Mas, vamos por partes.

                                                                Gif retirado de: Site de gifs

   

As principais funções da MC são:

Quando falo com meus alunos das funções da membrana celular, costumo reduzi-las a quatro funções principais:

1. Definir os limites da célula;
2. Permeabilidade Seletiva;
3. Proteção.
4. Ligação com outras células.

Começando pela definição do limite celular, podemos dizer que a membrana celular é quem define o que fica dentro e o que fica fora da nossa célula. 

Assim, além de definir o meio interno da célula, ela ainda separa os componentes celulares das substâncias presentes no Líquido extracelular (LEC). Assim, define também o formato das células.

A segunda função, e a mais importante da membrana, é a função denominada Permeabilidade Seletiva.

Pessoal, pensando de uma forma bem simplista, a membrana é permeável a algumas moléculas e a outras não. Ela "escolhe" quem entra e quem sai da célula, e em que quantidade. 

É através dessa função, onde a membrana é mais ou menos permeável a determinados íons, que são gerados os potenciais de membrana, sejam eles potenciais de difusão, de equilíbrio ou de repouso. E nos casos das células excitáveis, como os neurônios e nossas células musculares, é a permeabilidade seletiva que gera o potencial de repouso e depois permite alterações para gerar o potencial de ação.

Os potenciais serão discutidos na próxima aula de Fisiologia Humana. 

A permeabilidade seletiva então, além de regular quem entra e quem sai da célula, definindo assim o que há dentro dela, também é responsável pela proteção dos componentes celulares. 

Reparem que, as duas primeiras funções (Definição do limite celular e Permeabilidade Seletiva) são semelhantes, e os grandes responsáveis por ambas as funções são os fosfolipídios e as proteínas, principalmente as integrais.

Gif retirado de: Site de gifs

A quarta e última função, a que permite que haja ligação entre células vizinhas é responsabilidade dos carboidratos das nossas membranas, os quais denominamos glicocálice lá atrás.

Pessoal, um conteúdo um pouco mais extenso mas acredito que ajude nos estudos e para que vocês entendam a estrutura e funções da membrana celular.

Qualquer dúvida deixem nos comentários.

Bons estudos!