Membrana e Transporte

Segundo e último do Fadul, sobre Membrana Citoplasmática e transporte de substâncias. A membrana citoplasmática, ou simplesmente membrana plasmática, ou ainda plasmanema, é a estrutura que delimita o citoplasma, delimitando a célula, possibilitando, assim, a comunicação física e química da célula com o meio. A membrana é uma estrutura muito pequena, podendo ser vista apenas por microscópio eletrônico. Mesmo assim, não é possível determinar exatamente a sua formação estrutural; por isso usamos um modelo para representá-la chamado de Modelo do Mosaico Fluido. Antes de analisarmos o modelo, vejamos algumas características da membrana:

• Permeabilidade seletiva: como uma catraca, a membrana "escolhe" o que vai entrar ou sair da célula.
  
• Alta resistência elétrica: a estrutura da membrana resiste a altas correntes elétricas sem que isso cause deformação da mesma.
  
• Regeneração: mesmo que limitado, a membrana tem um poder de regeneração de seus componentes (proteínas, lipídios, etc).
  
• Elasticidade: sua composição química permite que ela tenha uma maleabilidade maior, dando maior possibilidade de mudanças na conformação, melhorando a adesão celular, etc.
  

O Modelo do Mosaico, baseando-se na composição química da membrana, diz que esta é uma estrutura lipoprotéica, composta de uma bicamada fosfolipídica, proteínas, lipídios e colesterol (e carboidratos com papel secundário). Vejamos a função e/ou estruturação de cada um desses componentes:

• Bicamada fosfolipídica
  Composta por fosfolipídios, que são compostos por lipídios ligados a fosfatos. Os fosfolipídios têm duas partes: cabeça (polar – hidrofílica, tem afinidade com água) e cauda (apolar – hidrofóbica, não tem afinidade com água).
  
  
• Colesterol
  Entre os fosfolipídios da bicamada, é o que confere a maleabilidade à membrana.
• Proteínas Periféricas ou Extrínsecas
  Têm uma fraca ligação com a bicamada, não conseguindo atravessá-la, podendo ser facilmente retiradas da membrana.

• Proteínas Integrais, Intrínsecas ou Transmembrana
  Têm forte ligação com a bicamada, atravessando-a e sendo dificilmente retiradas da estrutura membranosa. Podem ser estruturas:

1. Transportadoras (meio de comunicação entre o meio externo e o meio celular – são canais, túneis)
   
2. Estruturas de Ligação (unem o meio celular ao meio externo – sustentação, adesão celular)
   
3. Receptoras (captam substâncias do meio externo, causando respostas no meio celular – resposta a hormônios e impulsos elétricos, por exemplo)
   
4. Enzimas (servem como catalisadoras de reações no meio interno da célula – facilitam reações metabólicas)

• Glicocálix
  Formado pela junção das glicoproteínas (proteínas ligadas a carboidratos) e dos glicolipídios (lipídios ligados a carboidratos). Tem função de adesão celular, reconhecimento (é a "identidade" da célula e do indivíduo), proteção química e mecânica da membrana, especificação dos grupos sanguíneos do sistema ABO, além de exercer função enzimática.

  Agora vejamos como ocorre o transporte de substância pela membrana. E para entender transporte, temos que lembrar um pouco da noção química de difusão e concentração... Quando existe diferença de concentração de um soluto em dois meios separados por uma membrana permeável, a tendência do sistema é entrar em equilíbrio. O equilíbrio pode vir com o deslocamento de soluto ou de solvente, mas como estamos vendo o transporte de substâncias para dentro ou fora da célula, falemos sobre deslocamento de soluto. Quando o soluto se move de tal maneira que busque o equilíbrio de concentração, falamos que ele está seguindo o sentido de seu gradiente de concentração (do meio mais concentrado para o meio menos concentrado). Como o processo é natural, não há gasto de energia – transporte passivo. Se ocorrer o contrário, ou seja, se o soluto se deslocar para o meio mais concentrado, dizemos que ele está contra o gradiente. Para tal, ele precisa gastar energia – transporte ativo. Agora, vamos os tipos específicos de transporte.

  I – Transporte em quantidade ou em massa: como o soluto não consegue atravessar a membrana, esta se deforma para englobar ou expulsar a partícula (ex: fagocitose e excreção).

  II – Transporte através da membrana: pela bicamada (se for apolar) ou por transportador protéico (se for polar). Pode ser por transporte passivo ou ativo.

• Transporte passivo ou difusão: a substância atravessa a bicamada, uma proteína de canal simples ou uma proteína carreadora sem incorrer em gasto de energia (segue o gradiente).

1. Difusão simples: a substância passa sem precisar se ligar à bicamada ou à proteína de canal simples. É mais rápida e acontece, geralmente, com partículas apolares (hidrofóbicas).
   
2. Difusão facilitada: a substância se liga à proteína carreadora, provocando uma mudança em sua conformação, e entra (ou sai) na célula. É mais lenta e acontece com partículas polares (hidrofílicas).
   

• Transporte ativo: é contrário ao gradiente, necessitando, portanto, de energia (na forma de ATP) direta ou indiretamente. Ocorre por proteínas carreadoras (substâncias polares – geralmente íons).

1. Ativo primário: gasta energia na forma direta de ATP (através de proteínas ATP-ásicas, que quebram o ATP em ADP + Pi – "bombas"). O melhor exemplo é a bomba de Sódio e Potássio que, através do complexo das proteínas alfa e beta, consegue tirar 2Na+ e 3K+ da célula, usando ATP. Isso cria uma concentração ainda maior de K (azul) e Na (vermelho) no meio externo, aumentando a força do gradiente de fora para dentro (o que auxilia no próximo tipo de transporte).

1. Ativo secundário: gasta, indiretamente, a energia do processo primário. Como a tendência do sódio é voltar para o meio interno da célula, seguindo seu gradiente, outras partículas aproveitam-se dessa energia para entrar ou sair pela mesma proteína:
   
   1. Simporte ou co-transporte: o sódio entra na célula, auxiliando alguma partícula a entrar contra seu gradiente. Exemplo: co-transporte Sódio e Glicose (contra o gradiente da glicose - rosa).
   
   
   1. Antiporte ou contratransporte: o sódio entra, auxiliando uma partícula a sair pela mesma proteína, que funciona como uma "porta giratória". Ex.: antiporte Sódio e H+ (roxo).

Pronto, de Fadul é isso. Só lembrando: aula hoje, terça, no Galois da L2, sala do 1º E, primeiro andar do prédio azul, começando às 14h.

Erros, como sempre, só avisar no comentário que eu corrijo/discuto nos próprios comentários.

Abraços,

Félix.

PS: os gifs não estão funcionando direito no blog, então é só visualizá-los nos slides do Fadul, que já estão no meu 4shared há um tempo, ou clicar neles para uma visualização em outra página.