Características, Transporte Passivo e Ativo e Parede Celular da Membrana Plasmática


Citologia – Membrana Plasmática

A célula é a unidade fundamental dos seres vivos. Não se pode esquecer dos vírus, que são organismos acelulares e, por isso, tornam-se parasitas unicelulares obri­gatórios. A partir desse momento, será estudado profundamen­te as estruturas que compõem a célula, desde a membra­na e seus transportes até o núcleo eucariótico.

Parede Celular da Membrana Plasmática

Origem da célula eucariótica

Durante o processo evolutivo, as reações tornaram-se mais complexas e os organismos precisaram aumentar a eficiência da troca de nutrientes com o meio pela mem­brana plasmática. Segundo Robertson, a membrana co­meçou a sofrer evaginações no intuito de aumentar a su­perfície sem que ocorresse um aumento de volume. Essas evaginações foram compartimentalizando o citoplasma e a informação genética passou a ser envolvida por uma mem­brana. Surgiu, assim, a célula eucariótica, extremamente complexa quando comparada àquela dos procariotos.

Membrana plasmática

Todas as células existentes são envolvidas por uma membrana plasmática, que promove a contenção do con­teúdo citoplasmático e mantém o meio interno ou intra­celular diferenciado do externo ou extracelular, proprie­dade denominada de permeabilidade seletiva. As membranas plasmáticas não são visualizadas pela microscopia óptica por sua espessura, que é de 75 A° (angstrons). Seu estudo somente se tornou possível com a invenção da microscopia eletrônica.

Os grandes avanços da Bioquímica, da Biofísica e o aperfeiçoamento das técnicas de observação levaram ao surgimento de novos modelos explicativos. O de Robertson, por exemplo, reforçou o modelo “sanduíche”. Em 1972, Singer e Nicholson propuseram o chamado mode­lo mosaico fluido. O modelo mosaico fluido é o mais aceito atualmen-te e, segundo ele, a nossa membrana é formada por uma bicamada de fosfolipídios, glicolipídios e colesterol -exclusivo de células animais – e é salpicada por proteí­nas integrais ou intrínsecas, que atravessam a membrana de um lado a outro. Na porção interna da membrana, tam­bém é possível encontrar proteínas denominadas de pe­riféricas ou extrínsecas.

Os fosfolipídios são substâncias anfipáticas, isto é, a cabeça é hidrofílica e polar e a cauda, hidrófoba e apo­iar. As cabeças ficam voltadas para a porção externa da membrana e em contato com a água, ao passo que a cau­da fica voltada para a porção mediana. As proteínas que compõem a membrana também são anfipáticas e se dis­tribuem obedecendo ao mesmo arranjo.O modelo proposto pelos dois cientistas nos sugere a fluidez da membrana, propriedade pertinente aos lipí­dios. Para facilitar a compreensão, podemos imaginar que nossa membrana plasmática é um mar de lipídios com proteínas “boiando” e movimentando-se lateralmente, determinando a fluidez da membrana.

Transportes pela membrana

Em relação às soluções, as membranas podem ser per­meáveis – quando ocorre mais ou menos a livre passagem de soluto e solvente (água) -, impermeáveis – quando não passa o soluto (fase dispersa) nem o solvente (fase dispersante) -, semipermeável – quando passa somente o sol­vente – e seletivamente permeável – quando elas permi­tem a passagem do solvente, mas selecionam o soluto que deve passar. Quando as soluções são separadas por membranas semipermeáveis, elas podem ser classificadas em isotônicas -com a mesma concentração de soluto e solvente -, hipertônicas – as soluções são mais concentradas por apresen­tarem mais soluto – e hipotônicas – soluções menos con­centradas, isto é, com menos soluto, em relação a outras. Ocorrem pela membrana dois tipos de transporte: o passivo e o ativo.

Transporte passivo

As características do transporte passivo são: proces­so físico; sem gasto de energia (ATP); a molécula passa pela bicamada lipídica facilmente e é auxiliada por pro­teínas carreadoras (permeases) ou por canais; ocorre a favor do gradiente de concentração.

Tipos de transporte passivo

Os tipos de transporte passivo são: difusão simples, osmose ou difusão facilitada. Na difusão simples, uma molécula transpõe a mem­brana pela bicamada de fosfolipídios e vai apenas da re­gião de maior concentração para a de menor concentra­ção. Pode-se concluir que, quanto mais lipossolúvel é uma molécula, mais rapidamente ela se difunde. Por exemplo: gases respiratórios.

Bactérias, protozoários, algas, fungos e células ve­getais apresentam parede celular que limita o volume da célula e impede que elas sofram lise. Essas células, quan­do colocadas em meio hipotônico, “incham” e criam uma pressão interna contra a parede, impedindo a entrada excessiva de água. A pressão exercida dentro das células é chamada de pressão de turgor.

PLASMÓLISE / DEPLASMÓLISE

A difusão facilitada é um exemplo de transporte passivo, porém realizado por proteínas integrais que apre­sentam porofixo ou sítios ativos, como as proteínas car­readoras ou permeases. Como já foi visto, os aminoácidos, açúcares e íons não se difundem pela camada lipídica. Para que ocorra, portanto, a difusão facilitada, ou seja, para que essas substâncias atravessem a membrana, elas são transporta­das pelas proteínas intrínsecas carreadoras. É por isso que as substâncias apresentam capacidade de transporte diferente para os vários tipos celulares existentes. Ob­serve alguns modelos de transporte feitos por elas.

A osmose é tipo especial de difusão em que a água é uma substância que se movimenta pela membrana. A água, apesar da sua polaridade, é uma substância que consegue se translocar muito rapidamente da região que está em maior quantidade – meio hipotônico – para aquela que está em menor quantidade – meio hipertônico -, por ser composta por moléculas pequenas e estar em grande quantidade. A osmose depende do número de partículas do solu­to presentes e não do tipo de partículas.

Transporte ativo

As características do transporte ativo são: processo biológico; gasto de energia (ATP); ocorre contra o gra­diente de concentração; participação de proteínas carreadoras que exigem fosfato.

Tipos de transporte ativo

Os tipos de transporte ativo são: transporte ativo pri­mário (bomba de sódio e potássio), transporte ativo se­cundário, endocitose e exocitose.
O transporte ativo primário envolve, obrigatoria­mente, a participação de ATP, e somente cátions são trans­portados por esse mecanismo. Quando se compara a con­centração de Na+ e K+ dentro da célula nervosa e no flui­do que a envolve, percebe-se que o Na+é hipertônico no meio extracelular e consegue entrar no neurônio passi­vamente. O K+apresenta uma situação diferente, ou seja, é hipertônico no meio intracelular e sua tendência é sair da célula.

A célula nervosa regula essa entrada de sódio e a saída de potássio, pois para ela não interessa o equilí­brio iônico, mas sim o elétrico, e sua preferência é que a diferença de concentração se mantenha. A bomba de sódio e potássio é um exemplo de trans­porte ativo que usa proteína carreadora, a qual tem de ser fosforilada para realizar o mecanismo de antiporte. A pro­teína bombeia o Na+ para fora e traz o K+ para dentro. A cada molécula de ATP consumida, três de sódio são bom­beadas para fora e duas de potássio, para dentro.

Macromoléculas, polissacarídeos, ácidos nucléicos e proteínas são muito grandes para transpor a membrana plasmática. Existem situações em que as células preci­sam incorporar e secretar substâncias inteiras ou até ou­tras células pela membrana. A endocitose pode ocorrer por pinocitose ou fagoci-tose. Na pinocitose, ocorre a incorporação de substân­cias líquidas pela membrana e, na fagocitose, o englobamento de substâncias sólidas.
Exocitose é a eliminação ou o expurgo de substân­cias pela célula, por meio da membrana plasmática.

AMPLIANDO S£US CONHECIMENTOS

Outros tipos de soluto – que não são cátions – reali­zam o transporte ativo secundário, que não utiliza diretamente o consumo de ATP. As proteínas simporte e antiporte são utilizadas nes­se mecanismo. Simporte do sódio e glicose – os íons sódio são movimentados para dentro da célula a favor do gra­diente de concentração (transporte passivo) e a glico­se, que é hipotônica no meio extracelular, entra, gra­ças ao mecanismo de simporte, contra um gradiente de concentração. O mecanismo de antiporte retira os íons sódio, con­sumindo energia e levando potássio para dentro da cé­lula.

Parede celular

A parede celular pode ser encontrada nos organis­mos pertencentes aos reinos Monera, Protista, Fungi e Plantae. A diferença entre essas paredes é a composição química de cada uma delas. Vamos ver agora a parede celular das células vegetais, que também é denominada de membrana celulósica. A membrana celulósica é permeável e tem por fun­ção a proteção mecânica da célula, pois evita o rompi­mento da célula por entrada excessiva de água.
A parede celular dos vegetais varia em espessura conforme a função e a idade da célula. Ela é constituída por três camadas: lamela média, parede primária e pare­de secundária. Dessas camadas, as duas primeiras são encontradas obrigatoriamente em todas as células.

A lamela média é secretada tão logo a célula termi­ne sua divisão, ficando entre as paredes primárias de células adjacentes, realizando função de substância ci-mentante. Podemos encontrar, na composição química da lamela, substâncias pécticas. A parede primária é secretada pela célula durante o seu desenvolvimento. Encontramos, na sua composi­ção química, substâncias pécticas, hemicelulose e fibri­las de celulose. Dos diferentes tecidos existentes nas plantas, os meristemas só apresentam essa parede, além de algumas células do colênquima – tecido de sustenta­ção – e do parênquima – tecido de preenchimento.

Depois que a célula vegetal alcança seu crescimen­to, uma nova parede passa a ser depositada sobre a pri­mária. Esse depósito é irregular e diminui o espaço in­terno – ou lúmen celular. A maioria das células com pa­rede secundária não apresenta o protoplasto, a parte viva da célula. Na composição da parede secundária, encon­tram-se hemicelulose e celulose em grande quantidade.