MEMBRANA PLASMÁTICA

E TIPOS DE TRANSPORTE

Membrana Plasmática

A membrana plasmática mantém a integridade celular e delimita a fronteira entre os meios intracelular e extracelular, constituindo uma barreira selectiva, através da qual se processam trocas de substâncias e energia entre a célula e o meio exterior.

A membrana celular funciona também como um sensor, permitindo à célula modificar-se em resposta a diversos estímulos ambientais. As membranas são complexos lipoproteicos – constituídos por proteínas e lípidos – podendo ainda conter glícidos.

Estrutura da membrana plasmática.

Modelo do Mosaico Fluido proposto por Singer e Nicholson em 1972

Tipos de Transporte

A passagem de substâncias através da membrana pode ocorrer através de vários mecanismos e está dependente, entre outros factores, da configuração molecular dessas substâncias.

Entre os tipos de transporte que ocorrem através da membrana plasmática, abordaremos:

o transporte não mediado,

o transporte mediado e

o transporte de partículas.

Transporte não mediado

A membrana plasmática possui uma permeabilidade selectiva, isto é, facilita ou dificulta a passagem de certas substâncias entre os meios intracelular e extracelular.Assim, o transporte de substâncias através da membrana pode ou não ser mediado por moléculas transportadoras específicas, denominadas permeases.No transporte não mediado, as substâncias passam livremente através da membrana plasmática, sem que haja intervenção de proteínas transportadoras em todo o processo.

Transporte Passivo

Podem distinguir-se dois processos distintos de transporte não mediado: a osmose e a difusão simples.

É importante referir que tanto a osmose como a difusão simples são processos de transporte passivo, porque a sua ocorrência não implica gastos de energia (ATP) por parte da célula.

Osmose

A osmose pode ser definida como a movimentação da água por difusão, através de uma membrana semipermeável.

O fluxo de água faz-se sempre do meio com menor concentração em soluto (hipotónico), para o meio com maior concentração em soluto (hipertónico).

Quando a concentração do soluto é igual nos dois meios, o fluxo de água é igual nos dois sentidos, e os meios dizem-se isotónicos.

O fenómeno de osmose pode ocorrer em células animais ou vegetais.

Quando uma célula (animal ou vegetal) é colocada num meio hipertónico a água sai por osmose, levando a uma diminuição do volume celular, dizendo-se que a célula está no estado de plasmólise.

Quando uma célula (animal ou vegetal) é colocada num meio isotónico, a entrada de água por osmose é exactamente igual à saída de água por osmose e o volume celular não se altera. Neste caso, diz-se que a célula se encontra no

estado normal ou isotónico.

Quando uma célula (animal ou vegetal) é colocada num meio hipotónico, a água entra por osmose, levando a um aumento do volume celular, dizendo-se que a célula está no estado de turgescência.

Quando uma célula (animal ou vegetal) é colocada num meio muito hipotónico, a entrada de água pode ultrapassar a capacidade elástica da membrana e dar-se a lise celular (rebentamento da célula). Esta situação não ocorre nas células vegetais, devido à existência de parede celular.

Difusão Simples

A água não é a única substância a movimentar-se através da membrana plasmática, várias outras substâncias o fazem através de um fenómeno designado por difusão simples

Legenda: Difusão de dois solutos diferentes separados por uma membrana permeável a ambos.

Lei da Difusão

Segundo a Lei da Difusão, as moléculas movimentam-se do meio onde a sua concentração é mais elevada para o meio em que a sua concentração é mais baixa, isto é, a favor do seu gradiente de concentração.

A difusão simples é considerado um tipo de transporte passivo, pois ocorre devido à agitação térmica das moléculas e não implica gastos energéticos (ATP) para a célula.

Elevado número de moléculas polares de dimensões consideráveis, como a glicose, os aminoácidos ou algumas vitaminas, atravessam a membrana celular a favor do gradiente de concentração, mas a uma velocidade superior à esperada se o fizessem por difusão simples.

Este facto deve-se à existência de proteínas transportadoras na membrana, que auxiliam a passagem destas moléculas, sendo este um tipo de transporte mediado.

As proteínas transportadoras são específicas para cada tipo de substância e denominam-se permeases.

Transporte mediado

Distinguem-se dois tipos de transporte mediado:

difusão facilitada e transporte activo.

Difusão Facilitada- Transporte de açúcares simples, aminoácidos e algumas vitaminas.

- Há participação de proteínas transportadoras específicas – permeases – que existem na membrana plasmática e promovem a passagem dessas substâncias.

- Em resumo, podem reconhecer-se na difusão facilitada três características importantes:

• ocorre a participação de uma molécula transportadora;

• não há consumo de energia (ATP) por parte da célula;

(3) a substância move-se de acordo com o gradiente de concentração, do local onde existe em maior concentração para o local onde existe em menor concentração (Lei da Difusão).

Passo 1 - ligação da molécula a transportar à permease; Passos 2 e 3 - alteração conformacional da permease, para permitir a passagem da molécula através da membrana.

Difusão Facilitada

Transporte Activo

Existem situações em que as substâncias migram do local onde existem em menor concentração para o local onde existem em maior concentração, isto é, contra o seu gradiente de concentração.

Este tipo de transporte designa-se por transporte activo e para que ocorra é necessário que haja gasto de energia (ATP), para causar a alteração conformacional das proteínas transportadoras.

Deste modo, o transporte activo é um tipo de transporte mediado, que se realiza com dispêndio de energiapara a célula e contra o gradiente de concentração.

(A) e (B) Ligação de partículas à proteína transportadora em locais específicos.

(C) Modificação da forma da proteína graças à mobilização de energia da célula (ATP), conduzindo à libertação das partículas do outro lado da membrana.

• Para além dos mecanismos de difusão e transporte de pequenas moléculas através da membrana plasmática, as células possuem ainda outros recursos que possibilitam o transporte, para o interior (endocitose) ou o exterior (exocitose), de macromoléculas, partículas com maiores dimensões ou mesmo de pequenas células.

Legenda: Processos de endocitose e exocitose.

• Endocitose (endo = interior + kytos= célula)• O material é transportado através de invaginações da membrana. Essas

invaginações progridem para o interior e separam-se da membrana, constituindo vesículas endocíticas. Distinguem-se dois tipos de endocitose: a fagocitose e a pinocitose.

Legenda: Processo de endocitose.

• Fagocitose (fago = comer + kytos = célula)Na fagocitose, a célula emite prolongamentos, denominados pseudópodes, que englobam a partícula, formando uma vesícula fagocítica que se destaca da membrana para o interior do citoplasma (faça "Actualizar" ou "Recarregar" no seu browser para observar a animação novamente). A fagocitose constitui o processo digestivo de muitos organismos unicelulares como a amiba, mas também pode ser observada em células animais como os macrófagos do sistema imunitário (mecanismo de defesa contra bactérias, células cancerosas e outras partículas estranhas ao organismo).

Legenda: Processo de endocitose por fagocitose

Legenda: Fagocitose por um macrófago.

• Pinocitose (pino = beber + kytos = célula)

• A pinocitose constitui um processo semelhante, no qual as substâncias que entram na célula são substâncias dissolvidas ou fluidos, pelo que as vesículas pinocíticas são de menores dimensões. Este tipo de transporte

de materiais ocorre, por exemplo, no epitélio intestinal.

Legenda: Processo de pinocitose.

• Exocitose (exo = exterior + kytos = célula)• É o processo inverso à endocitose, no qual as células libertam para o meio extracelular

substâncias armazenadas em vesículas exocíticas. Na exocitose, as vesículas de secreção fundem-se com a membrana plasmática, libertando o seu conteúdo para o meio extracelular. A exocitose é fundamental para a célula se livrar de resíduos da digestão intracelular, que se tornariam tóxicos para a mesma se não fossem excretados. No corpo humano, as enzimas digestivas no pâncreas são segregadas por exocitose.

Legenda: Processo de exocitose. Como é possível observar pelas imagens acima, na exocitose as vesículas exocíticas contendo macromoléculas movem-se até à membrana, onde se efectua a fusão da membrana da vesícula com a membrana celular. Em seguida, o conteúdo da vesícula liberta-se para o meio extracelular.