Membrana Plasmática

Algumas funções da membrana plasmática

SEPARARSEPARAR

INTEGRARINTEGRAR

Delimitação do Volume Celular e Permeabilidade Seletiva

A Membrana Plasmática é a organela que delimita o limite externo das células eucariontes animais.

Além disso é ela quem determina quais substâncias irão entrar ou sair das células, e em quais quantidade e velocidades isso vai acontecer.

A essa função de seleção denominamos PERMEABILIDADE SELETIVA.

Os mecanismos que determinam a permeabilidade seletiva são denominados mecanismos de transporte através da membrana.

MEMBRANA PLASMÁTICA

Composição química

LIPÍDIOS, PROTEÍNAS E AÇÚCARES

Modelo de Singer e Nicolson (1972)Modelo do Mosaico Fluido

Proteínas embebidas na bicamada lipídica;

Estrutura molecular da membrana plasmática

Proteínas

Integrais (transmembranas)

Periféricas

Lipídeos

Glicolipídeos

Colesterol

Fosfolipídeos

FosfatidilcolinaFosfatidiletanolamina

FosfatidilserinaEsfingomielina

Proteína / Lipídeo

• Proporção variável

Composição Lipídica de algumas membranas celulares

Hidrofílica (cabeça)

Hidrofóbica (caudas)

Moléculas AnfipáticasLIPÍDEOS DE MEMBRANAS

Têm uma região hidrofílica (solúvel em meio aquoso), e uma região hidrofóbica (insolúvel em água, porém solúvel em lipídios e solventes orgânicos).

Fosfolipídeos

FosfatidilcolinaFosfatidiletanolamina

FosfatidilserinaEsfingomielina

Flip Flop Rotação Difusão Lateral

dependente da temperatura

1- Fluidez da membrana

Fluido Bidimensional movimentação dos fosfolipídeos dentro da bicamada

Composição Fosfolipídica

Natureza das caudas de hidrocarbonetos

Caudas curtas (maior fluidez) que caudas longas

Insaturação (maior fluidez) que saturação

INSATURADOS- viscosa+ fluida

SATURADOS+ viscosa- fluida

1- Fluidez da membrana

1- Fluidez da membrana

Colesterol Modula a fluidez das membranas em células animais

Enrijece a bicamada lipídica, tornando-a menos

fluida e menos permeável

Diferenças na composição da bicamada entre as

faces citosólica e extracelular

2- Assimetria da Bicamada Lipídica

Fosfolipídeos

Crescimento da membrana

Flipases

2- Assimetria da Bicamada Lipídica

Barreira hidrofóbica impermeável a solutos e íons

tamanho da molécula

solubilidade da molécula (em óleo)

3- Permeabilidade da Bicamada Lipídica

PROTEÍNAS DAS MEMBRANAS

Proteínas de membrana

K+

Na+

Proteínas Transmembrana

Moléculas anfipáticas ligadas covalentemente aos lipídeos

Proteínas -Hélice

Moléculas anfipáticas são moléculas que apresentam a característica de possuírem uma região hidrofílica (solúvel em meio aquoso), e uma região hidrofóbica (insolúvel em água, porém solúvel em lipídios e solventes orgânicos).

Proteínas Transmembrana Proteínas receptoras: cruzam a membrana uma única vez

Proteínas Transmembrana

Poro Hidrofílico: múltiplas -Hélices formam poros aquosos

Proteínas Transmembrana

Movimentação das proteínas na bicamada

Propriedades das Proteínas de membrana

1- Mobilidade

Restrição de movimento das proteínas, confinando-as em locais específicos

2- Domínios de membrana

GLICÍDIOS DAS MEMBRANAS

Hidratos de carbono ligados covalentemente aos lipídeos e proteínas

Glicoproteínas GlicolipídeosProteoglicanas

oligossacarídeos polissacarídeosglicosaminoglicanas

GLICOCÁLICEOU

GLICOCÁLIX

Glicídios da Membrana

GLICOCÁLICE

Proteoglicanos:Proteínas extracelulares ligadas a glicosaminoglicanos (estruturas que possuem um dos açúcares aminados e normalmente sulfatados).

Glicosaminoglicanos têm alta quantidade de carga negativa, e por isso acabam atraindo uma nuvem de cátions, onde o mais atraído é o sódio que traz com ele moléculas de água.

Essa capacidade dos glicosaminoglicanos de atrair cátions e água, confere aos proteoglicanos a função de dar a matriz extracelular uma característica hidratada.

Proteoglicanos têm a função de dar rigidez a matriz, resistindo à compressão e preenchendo espaços. Podem estar ancorados na membrana, podendo-se ligar a fatores de crescimento e a outras proteínas servindo como sinal para as células, formando géis que atuam como um filtro para regular a passagem de moléculas através do meio extracelular, e ainda, podem bloquear, ativar ou guiar a migração celular através da matriz.

Funções do Glicocálice

- proteção e lubrificação da superfície celular

- reconhecimento célula-célula e adesão celular

- propriedades enzimáticas (peptidase/glicosidase)

- especificidade do sistema sanguíneo ABO;

- alteração da superfície em células cancerígenas;

- ligação de toxinas, vírus e bactérias;

Funções do Glicocálice

Membrana Plasmática:

Especializações de membrana

Junção celular, Adesão celular e Matriz Extracelular

Matriz Extracelular: • São elementos intercelulares.• Contém elementos fluidos e fibrosos.

Funções:• Preencher os espaços não ocupados pelas células• Conferir aos tecidos resistência à compressão e ao

estiramento.• Meio por onde chegam os nutrientes e por onde são

eliminados os dejetos celulares.• Fornecer ponto fixo aos diversos tipos células para que

elas possam se ancorar.

ESPECIALIZAÇÕES DA MEMBRANA PLASMÁTICA

SUPERFÍCIE APICAL DA CÉLULA

SUPERFÍCIE BASO-LATERAL DA CÉLULA

1- Microvilosidades

2- Cílios/Flagelos

3- Estereocílios

1- Junções celularesJunções célula-célula

Junções célula-matriz extracelular

ESPECIALIZAÇÕES DA SUPERFÍCIE APICAL DA MEMBRANA

MICROVILOSIDADES

-Projeções cilíndricas do citoplasma, envolvidas por membrana que se projetam da superfície apical da célula

-São imóveis

-Aumentam a área de superfície celular

-Filamentos de actina

microvilosidades glicocálice MICROVILOSIDADES

ESPECIALIZAÇÕES DA SUPERFÍCIE APICAL DA MEMBRANA

ESTEREOCÍLIOS

-São parecidos com microvilosidades- mais longas e ramificadas

-São imóveis

-Encontrados no epidídimo e nas células pilosas do ouvido interno

-Aumentam a área de superfície das células

-Filamentos de actina mais discretos que nas microvilosidades

CÍLIOS/FLAGELOS

ESPECIALIZAÇÕES DA SUPERFÍCIE APICAL DA MEMBRANA

CÍLIOS

-Projeções cilíndricas MÓVEIS, semelhantes a pêlos

-Função: propulsão de muco e de outras substâncias sobre a superfície do epitélio, através de rápidas oscilações rítmicas e no caso dos flagelos funcionam na locomoção

-Microtúbulos organizados (9 + 2), inseridos no corpúsculo basal

ESPECIALIZAÇÕES DA SUPERFÍCIE BASO-LATERAL DA CÉLULA JUNÇÕES CELULARES

JUNÇÃO OCLUSIVA

JUNÇÕES

JUNÇÃO ADERENTE

DESMOSSOMA

JUNÇÃO COMUNICANTE

COMPLEXO JUNCIONAL

Matriz extracelular

Une as células formando uma barreira impermeável

JUNÇÃO OCLUSIVA

ou Zônula de Oclusão

Evita movimentação de moléculas entre diferentes domínios de

membrana

Cinturão de adesão apical,

abaixo junção oclusiva

JUNÇÃO ADERENTE

JUNÇÕES CELULARES ADESÃO

• Forma um cinturão contínuo ao redor da célula que se une às adjacentes através de ligações entre moléculas de adesão (Caderinas – união intercelular)

Cinturão de Adesão ou Zônula de Aderência

Cinturão de Adesão ou Zônula de Aderência

• Essas proteínas transmembranares estão ancoradas aos microfilamentos de actina através de moléculas sinalizadoras. 

• A função principal da Zônula de Adesão é a de proporcinar a coesão entre as células tornando a camada epitelial mais resistente ao atrito, trações e pressões.

Ocludinas e Claudinas

– Proteínas integrais que estão nas membranas plasmáticas das células. Essas proteínas aderem firmemente às suas similares na membrana oposta e bloqueiam o espaço intercelular.

• Unem as células

• Impedem a passagem de substâncias através do epitélio.

Placas de adesão em forma de disco

DESMOSSOMAS

JUNÇÕES CELULARES ADESÃO

Desmossomas• Junções puntiformes entre as células epiteliais.• Estão associados aos filamentos intermediários de queratina.• Unem as células epiteliais entre si.• Resistência mecânica.

JUNÇÃO COMUNICANTE: Junção GAP ou Nexus

* Formada por 6 proteínas

transmembranas– conexinas

* Regulada abrem e fecham

São canais que comunicam os citoplasmas das células epiteliais adjacentes.

• Através das junções comunicantes circulam:

1. Nutrientes2. Dejetos metabólicos3. Potenciais elétricos de ação:

• São transmitidos pelos discos intercalares do músculo cardíaco para sincronizar as contrações das suas células.

• Entre células musculares lisas para sincronizar os movimentos peristálticos.

Membrana Plasmática

Tipos de Tipos de transporte através transporte através

da membranada membrana

O transporte de substâncias entre os compartimentos intra e extracelular pode ocorrer diretamente pela bicamada lipídica, através de proteínas transportadoras ou ainda por meio de vesículas membranosas.

Transporte diretamente pela bicamada lipídica

Exemplos de substâncias lipofílicas que atravessam diretamente a bicamada lipídica:

O2, CO2, NH4 os próprios lipídios

Já aquelas substâncias que não são lipofílicas (a maioria), necessitarão de um transportador para poderem atravessar a membrana.

Depende de dois fatores:Gradiente de concentração do soluto eVoltagem através da membrana (potencial de membrana) = gradiente eletroquímico

Transporte através da membrana

CANAISCANAIS

CARREADORESCARREADORES

BOMBASBOMBAS

http://fisiologia.webnode.com

EXTRACELULAREXTRACELULAR

INTRACELULARINTRACELULAR

Fonte: SERVIER Medical Art

INTRACELULARINTRACELULAR

EXTRACELULAREXTRACELULAR

INTRACELULARINTRACELULAR

EXTRACELULAREXTRACELULAR

EXTRACELULAREXTRACELULAR

INTRACELULARINTRACELULAR

EXTRACELULAREXTRACELULAR

INTRACELULARINTRACELULAR

EXTRACELULAREXTRACELULAR

INTRACELULARINTRACELULAR

EXTRACELULAREXTRACELULAR

INTRACELULARINTRACELULAR

ATP

ATP

EXTRACELULAREXTRACELULAR

INTRACELULARINTRACELULAR

ENERGIAENERGIAADPP

ENERGIAENERGIA ADPP

EXTRACELULAREXTRACELULAR

INTRACELULARINTRACELULAR

EXTRACELULAREXTRACELULAR

INTRACELULARINTRACELULAR

ADPP

EXTRACELULAREXTRACELULAR

INTRACELULARINTRACELULAR

ADPP

Quanto ao tipo de energia envolvido no Quanto ao tipo de energia envolvido no processo,os transportes se classificam em processo,os transportes se classificam em ativoativo e e passivopassivo..

O transporte passivo ocorre a favor do O transporte passivo ocorre a favor do gradiente químico e/ou elétrico. gradiente químico e/ou elétrico.

Já o transporte ativo, que ocorre contra o Já o transporte ativo, que ocorre contra o gradiente, está associado direta ou gradiente, está associado direta ou indiretamente à quebra de moléculas de indiretamente à quebra de moléculas de ATPATP

DifusãoDifusão

Simples

Facilitada

OsmoseOsmose

PrimárioPrimário

SecundárioSecundário

Co-transporte

Contra-transporte

TRANSPORTE PASSIVOTRANSPORTE PASSIVO TRANSPORTE ATIVOTRANSPORTE ATIVO

Transporte vesicularTransporte vesicular EndocitoseEndocitose ExocitoseExocitose

Fonte: SERVIER Medical Art Fonte: SERVIER Medical Art

Difusão facilitada e proteínas carreadoras.Difusão facilitada e proteínas carreadoras.- Transporte de moléculas determinada pelo gradiente de - Transporte de moléculas determinada pelo gradiente de concentraçãoconcentração- Moléculas carregadas: direcionadas pelo potencial - Moléculas carregadas: direcionadas pelo potencial elétricoelétrico

Moléculas transportadas não se dissolvem na bicamada. Moléculas transportadas não se dissolvem na bicamada. Ocorre mediada por proteínas.Ocorre mediada por proteínas.

Ex. moléculas polares, nucleosídeos, carboidratos, Ex. moléculas polares, nucleosídeos, carboidratos, aminoácidos e íons.aminoácidos e íons.

Classes de proteínas:Classes de proteínas:- Carreadoras: ligam moléculas específicas que serão - Carreadoras: ligam moléculas específicas que serão transportadas. Mudança conformativa em sua estrutura.transportadas. Mudança conformativa em sua estrutura.

- Canais protéicos: Formam poros abertos: transporte de - Canais protéicos: Formam poros abertos: transporte de moléculas com tamanho e carga apropriados.moléculas com tamanho e carga apropriados.

Proteínas Carreadoras: açúcares, aminoácidos e Proteínas Carreadoras: açúcares, aminoácidos e nucleosídeos.nucleosídeos.

- Transportador de glicose: proteína de 55KD (5% de - Transportador de glicose: proteína de 55KD (5% de proteínas de membrana). Possui 12 segmentos proteínas de membrana). Possui 12 segmentos transmembrana em transmembrana em αα-hélice.-hélice.

Locais de ligação com a glicose (Ser, Ter, Asp e Glu) Locais de ligação com a glicose (Ser, Ter, Asp e Glu) através de pontes de hidrogênio com a OH da glicose.através de pontes de hidrogênio com a OH da glicose.

- Transportador de glicose GLUT1: alterna-se em 2 estágios Transportador de glicose GLUT1: alterna-se em 2 estágios de conformacionais. O transporte é unidirecional.de conformacionais. O transporte é unidirecional.

- Captação de glicose pela célula é rapidamente metabolizada Captação de glicose pela célula é rapidamente metabolizada – interior é menos concentrado.– interior é menos concentrado.

- Transporte inverso: células hepáticas.Transporte inverso: células hepáticas.

Canais protéicos: formam poros abertos transportando Canais protéicos: formam poros abertos transportando moléculas com tamanho e carga apropriados.moléculas com tamanho e carga apropriados.Tipos:Tipos:

- Passagem de moléculas entre células com junções tipo Passagem de moléculas entre células com junções tipo fendasfendas

- AquaporinasAquaporinas- Canais iônicos.Canais iônicos.

- Propriedades de canais iônicos- Propriedades de canais iônicos1º O transporte é extremamente rápido1º O transporte é extremamente rápido2º São altamente seletivos2º São altamente seletivos3º Não estão permanentemente abertos: abertura é regulada 3º Não estão permanentemente abertos: abertura é regulada

por estímulos específicos.por estímulos específicos.Controlados por ligantes e por voltagens.Controlados por ligantes e por voltagens.

- O fluxo de íons é dependente do O fluxo de íons é dependente do estabelecimento de gradiente de íons estabelecimento de gradiente de íons através da membrana.através da membrana.

- - São eletricamente carregados: gradiente São eletricamente carregados: gradiente

elétrico.elétrico.

- Portanto o fluxo de íons é dirigido por um Portanto o fluxo de íons é dirigido por um gradiente eletroquímico.gradiente eletroquímico.

Esquemas de todos os Transportes através da Plasmalena:

- Abertura de canais iônicos controlados por ligantes- Abertura de canais iônicos controlados por ligantes

- Maior índice de seletividade de íons é conferido aos Maior índice de seletividade de íons é conferido aos canais de Na e K controlados por voltagem.canais de Na e K controlados por voltagem.

- Seletividade do canal de Na: canal estreito funcionando Seletividade do canal de Na: canal estreito funcionando como filtro por tamanhocomo filtro por tamanho

- Seletividade do canal de K: poros estreitos circundado por Seletividade do canal de K: poros estreitos circundado por átomos de oxigênio da carbonila (C=O) da cadeia do átomos de oxigênio da carbonila (C=O) da cadeia do polipeptídeo.polipeptídeo.

O íon K interage com os átomos liberando a água:O íon K interage com os átomos liberando a água:

o K desidratado atravessa o poroo K desidratado atravessa o poro

FIM