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Citologia | Membrana Plasmática

A membrana plasmática possui uma incrível estruturação que permite, não só a existência da própria célula, mas também o reconhecimento, comunicação e transporte de substâncias com o meio. Esse capacidade é mantida graças à uma grande quantidade de moléculas que interagem entre si e com o meio, possibilitando assim, a sobrevivência da célula.


Figura 1 - Representação de células eucariontes.
(Fonte: https://goo.gl/djAXJL).

Para entendermos toda a complexidade da membrana plasmática, faz-se necessária a compreensão da sua estruturação, uma composição lipoproteica.


Figura 2 - Componentes da membrana plasmática animal.
(Fonte: https://goo.gl/wCQtw6).

A membrana citoplasmática, também denominada membrana celular, ou ainda, plasmalema, é formada por uma dupla camada de fosfolipídeos associadas à proteínas integrais ou intrínsecas e proteínas de superfície ou extrínsecas (Figura 1).

As proteínas integrais são totalmente mergulhadas na membrana, atravessando-a de um meio ao outro, formando canais ou proteínas de transporte. A dupla camada de fosfolipídeos é essencial para a existência da membrana e, consequentemente, da própria célula, pois é formada por moléculas anfipáticas ou anfifílicas, ou seja, moléculas que são polares e apolares simultaneamente (Figura 2).


Figura 2 - Fosfolipídeos.
(Fonte: Life - The Science of Biology - 7ª Ed.).

A região polar dos fosfolipídeos é composta por uma colina e um fosfato, enquanto a região apolar é formada por duas longas cadeias de hidrocarbonetos associadas ao glicerol.

A presença de água dentro e fora da célula, nos meios intracelular e extracelular, exige a presença de uma dupla camada de fosfolipídeos, pois assim, as regiões hidrofílicas (polares) das moléculas ficarão voltadas para os meios externo e interno da célula, em contato direto com a água (Figura 3).

A existência de uma membrana celular com uma única camada de fosfolipídeos é inviável, pois a água estaria inevitavelmente em contato com a região hidrofóbica (apolar) da membrana, o que causaria instabilidade da estrutura e, consequentemente, a célula não existiria.


Figura 3 - Regiões hidrofóbicas e hidrofílicas da membrana plasmática.
(Fonte: Life - The Science of Biology  - 7ª Ed.).

Além dos fosfolipídeos, lembre-se da existência das proteínas. As proteínas presentes na superfície externa são particularmente importantes para o reconhecimento celular e comunicação celular, bem como a identificação de compostos e de patógenos.


Figura 4 - Receptor de membrana para Acetilcolina.
(Fonte: Life - The Science of Biology  - 7ª Ed.).

O reconhecimento e comunicação celular está diretamente relacionados aos receptores de membrana e às proteínas transportadores presentes nas células. Podemos observar o exemplo da Figura 4, onde um receptor de Acetilcolina da membrana é ativado, abrindo um canal par o transporte de sódio.

Além dos fosfolipídeos e proteínas, as membranas possuem em sua constituição colesterol e carboidratos, estes últimos associados à lipídeos ou proteínas, formando respectivamente, glicolipídeos e glicoproteínas (Figura 1).

As células animais possuem uma estrutura glicoproteica diretamente relacionada ao reconhecimento celular, o glicocálice. No caso das células de vegetais, algas, fungos e bactérias, destaca-se a existência de uma parede celular ao redor da membrana. Contudo, a composição dessas paredes celulares é distinta. 

No caso dos vegetais e das algas, a parede celular é composta por celulose, enquanto nos fungos ele é composta por quitina. Já nas bactérias, temos uma parede composta por peptídeoglicano. A membrana celular pode, ainda, possuir especializações (Figura 5), adaptações para funções específicas que envolvem a capacidade de englobamento e eliminação de partículas, absorção de substâncias e adesão celular.


Figura 5 - Especializações da membrana plasmática.
(Fonte: Pearson Education, Inc.).

A função de adesão, ou aderência, pode ser observada entre células epiteliais. Essa função é de extrema importância para mandar a unidade do tecidos. Diversos tipos de estruturas podem realizar essa função. Dentre elas, destacam-se as interdigitações e os desmossomos.

As interdigitações são, basicamente, dobramentos das membranas de células adjacentes que se entrelaçam, mantendo-as fortemente unidas. No que diz respeito aos desmossomos, a aderência é mantida por meio de proteínas de membrana que funcionarão como uma espécie de velcro entre as células. Entre as membranas, podem ser observados, ainda, hemidesmossomos, zonas de oclusão e adesão, , junções do tipo GAP e plasmodesmos.

Os hemidesmossomos, assim denominados por corresponderem à metade de um desmossomo, também realizam adesão. Contudo, essa adesão é feita entre a célula e a lâmina basal, estrutura formada por fibras proteicas que estão localizadas na base do tecido epitelial, servindo para a fixação do mesmo (Figura 5).

As zonas de oclusão e de adesão são formadas por proteínas impermeáveis na região superior das células do tecido epitelial que, além de as manterem unidas, reduzem extremamente o espaço entre as células, o que evita o acúmulo de líquido entre os tecidos (Figura 5).


Figura 6 - Plasmodesmos.
(Fonte: Life - The Science of Biology - 7ª Ed.).

As junções do tipo GAP e plasmodesmos servem para manter um fluxo de citoplasma entre células adjacentes, permitindo assim, a comunicação entre as células e a passagem de pequenas moléculas (Figura 6). 

Existe, entretanto, uma distinção importante a ser destacada. As junções do tipo GAP são formadas por proteínas de conexão, enquanto os plasmodesmos são orifícios localizados entre as paredes celulares de células vegetais.

A função de absorção pode ser observada em células epiteliais intestinais, pois apresentam em suas membranas dobramentos conhecidos como microvilosidades (Figura 7). Os dobramentos aumentam a superfície de contato com as substâncias intestinais, ampliando assim a capacidade de absorção.


Figura 7 - Microvilosidades.
(Fonte: Life - The Science of Biology - 7ª Ed.).

A membrana celular realiza, ainda, transportes passivos e ativos. Mas isso será o tema de um outro artigo, juntamente com os processos de endocitose e exocitose.

Espero que o conteúdo apresentado tenha sido de grande valor para você. Bons estudos!

Referências

ALBERTS, B. et al. Biologia molecular da célula. 5ª ed. Porto Alegre: Artmed, 2010.

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