1. ESTRUTURA E FUNÇÃO
1.1. Estrutura responsável por delimitar as células com espessura entre 7,5 nm e 10 nm;
1.2. A membrana plasmática é formada por bicamada lipídica e proteínas, que desempenham papeis fundamentais no funcionamento da mesma;
1.3. A estrutura da membrana plasmática foi descrita em 1972 como um mosaico fluido, por Singer e Nicholson, pois sua estrutura se assemelha a um mosaico formado por proteínas inseridas em um fluido de lipídeos;
1.4. FUNÇÕES:
1.4.1. Barreira protetora: A membrana plasmática atua como uma barreira que separa o conteúdo interno da célula do meio externo, protegendo a célula de influências externas e mantendo a integridade estrutural.
1.4.2. Permeabilidade seletiva: Essa seletividade é crucial para manter o equilíbrio interno (homeostase), regulando a entrada de nutrientes, a saída de resíduos, e o equilíbrio de íons e água.
1.4.3. Transporte de substâncias: Facilita o transporte de substâncias através da membrana por meio de diferentes mecanismos, esses processos são essenciais para a nutrição celular, excreção de resíduos, e comunicação celular;
1.4.4. Reconhecimento e comunicação celular: Receptores de membrana detectam sinais químicos (como hormônios e neurotransmissores) e iniciam respostas celulares apropriadas.
1.4.5. Adesão celular: A membrana plasmática possui proteínas de adesão que permitem a ligação entre células, formando tecidos e estruturas.
1.4.6. Ancoragem e citoesqueleto: A membrana plasmática se conecta ao citoesqueleto da célula, ajudando a manter a forma celular e facilitando a movimentação celular.
1.4.7. Regulação do volume celular: A membrana plasmática controla o movimento de água e solutos, regulando o volume da célula.
2. Transporte vesicular
2.1. O transporte pela membrana plasmática através dos canais de proteínas ou carregadoras específicas é uma opão para o transporte de pequenas moléculas, enquanto o transporte através das vesículas é usado em volumes maiores, sejam líquidos ou sólidos
2.1.1. Endocitose
2.1.1.1. Processo pelo qual partículas sólidas ou líquidas entram em contato com a membrana celular, a qual se invagina e se estrangula em seguida, para largar o material englobado dentro de um vacúolo de membrana no interior da célula, restituindo-se a fração de membrana celular utilizada
2.1.1.1.1. Fagocitose: absorção de partículas insolúveis.
2.1.1.1.2. Pinocitose: absorção de líquidos ou moléculas dissolvidas.
2.1.2. Exocitose
2.1.2.1. Secreção de produtos para o exterior da célula por meio da fusão das vesículas formadas no interior da célula. Quando a vesícula entra em contato com a membrana plasmática, moléculas lipídicas, com o auxílio de proteínas específicas, são rearranjadas, e a vesícula passa a fazer parte da membrana, eliminando seus produtos para o meio extracelular.
3. MECANISMO DE TRANSPORTE ATIVO
3.1. Transporte ativo primário
3.1.1. Definição
3.1.1.1. O transporte ativo é um processo pelo qual substâncias são movidas através das membranas celulares contra seu gradiente de concentração ou eletroquímico, utilizando energia. Existem dois tipos de transporte ativo: primário e secundário. O transporte ativo primário usa energia química do ATP para bombas proteicas na membrana celular, que movem íons contra seus gradientes eletroquímicos, ao contrário do que ocorreria por difusão passiva.
3.1.2. Energia utilizada;
3.1.2.1. O transporte ativo primário utiliza diretamente a energia derivada da hidrólise do ATP (adenosina trifosfato).
3.1.2.2. A energia do ATP é usada para alterar a conformação das proteínas transportadoras, permitindo o movimento das substâncias contra o gradiente de concentração.
3.1.3. Tipos de transporte ativo primário
3.1.3.1. Transporte ativo
3.1.3.1.1. Ocorre contra o gradiente de concentração e requer energia, diferentemente do transporte passivo, que ocorre a favor do gradiente e não utiliza energia.
3.1.3.2. Mediado por bombas proteícas:
3.1.3.2.1. Envolve o uso de proteínas especializadas, como a bomba de sódio-potássio (Na+/K+ ATPase), bomba de cálcio (Ca2+ ATPase), e bomba de prótons (H+ ATPase).
3.1.4. Funções
3.1.4.1. Manutenção do Potencial de Membrana.
3.1.4.1.1. A bomba de sódio-potássio (Na+/K+ ATPase) é crucial para manter o potencial elétrico da célula, expulsando três íons de sódio para fora e introduzindo dois íons de potássio para dentro da célula, ajudando na condução de impulsos nervosos.
3.1.4.2. Regulação do Volume Celular
3.1.4.2.1. Ao controlar a concentração de íons, o transporte ativo contribui para o equilíbrio osmótico, evitando que a célula inche ou desidrate.
3.1.4.3. Transporte de Nutrientes e Íons
3.1.4.3.1. Facilita a entrada de nutrientes e a remoção de resíduos metabólicos, como uma bomba de cálcio que remove o excesso de cálcio do citoplasma para o exterior das células ou organelas.
3.1.4.4. Manutenção do pH Celular
3.1.4.4.1. Bombas de prótons (H+ ATPase) regulam o pH intracelular ao mover prótons para fora da célula ou para dentro de organelas, auxiliando na digestão celular e na manutenção da acidez.
3.1.4.5. Sinalização Celular
3.1.4.5.1. Regula a concentração de íons críticos, como cálcio, que atuam segundos como mensageiros em vias de sinalização celular, controlando atividades como contração muscular e hormonal.
3.2. Transporte ativo secundário
3.2.1. Definição
3.2.1.1. Transporte de moléculas ou íons contra seus gradientes de concentração.
3.2.2. Energia utilizada
3.2.2.1. Derivada de gradientes eletroquímicos pré-estabelecidos, não diretamente do ATP.
3.2.3. Tipos de Transporte Ativo Secundário
3.2.3.1. Simporte (Cotransporte): Molécula/íon transportado na mesma direção do íon que gera o gradiente. Usa o gradiente de Na⁺ para transportar outras substâncias para dentro da célula. Exemplo: Transporte de glicose e aminoácidos. Moléculas "carregadas" junto com o sódio para dentro da célula.
3.2.3.2. Antiporte (Contratransporte): Molécula/íon transportado na direção oposta ao íon que gera o gradiente. Usa o gradiente de Na⁺ para mover outras substâncias para fora da célula. Exemplo: Antiporte Na⁺/Ca²⁺. Sódio entra na célula enquanto cálcio é expelido.
3.2.4. Funções
3.2.4.1. Equilíbrio osmótico: Mantém o balanço de água e íons na célula.
3.2.4.2. Transmissão de sinais nervosos: Impulsos nervosos dependem da troca de íons (como Na⁺ e K⁺) nas membranas celulares.
3.2.4.3. Regulação do volume celular: Controla a entrada e saída de íons, ajudando a célula a manter seu tamanho adequado.
3.2.4.4. Absorção de nutrientes e íons: Crucial nos rins e intestinos. Facilita a absorção de glicose, aminoácidos e outros nutrientes. Regula íons importantes como sódio e cálcio para o funcionamento adequado do corpo.
4. COMPOSIÇÃO DA MEMBRANA
4.1. COMPOSIÇÃO LIPÍDICA
4.1.1. Fosfolipídio:
4.1.1.1. Principal componente da membrana
4.1.1.1.1. Cada fosfolipídio possui uma cabeça hidrofílica (que gosta de água) e duas caudas hidrofóbicas (que repelem água), o que permite a formação de uma barreira semipermeável.
4.1.2. Colesterol
4.1.2.1. Inserido entre os fosfolipídios, o colesterol modula a fluidez e a estabilidade da membrana.
4.1.3. Glicolipídio
4.1.3.1. São lipídios com cadeias de carboidratos anexadas. Estão localizados na camada externa da membrana plasmática. Participam no reconhecimento celular, adesão celular e na comunicação intercelular.
4.2. COMPOSIÇÃO PROTEÍCA
4.2.1. Proteínas integrais (intrínseca)
4.2.1.1. Atuam como canais ou transportadores que permitem a passagem de íons e moléculas, receptores que captam sinais externos, e âncoras que mantêm a estrutura celular.
4.2.2. Proteína de canal
4.2.2.1. Formam poros ou canais através da membrana que permitem a passagem de íons e pequenas moléculas, como sódio, potássio e cloro, de forma seletiva. Facilitam o transporte passivo de substâncias pela membrana, ajudando a manter o equilíbrio osmótico e o potencial de membrana.
4.2.3. Proteína periférica (extrínseca)
4.2.3.1. Ligam-se temporariamente à superfície interna ou externa da membrana, geralmente através de interações com outras proteínas ou lipídios.
4.2.4. Proteína globular
4.2.4.1. Estruturalmente são proteínas compactas e esféricas que podem estar envolvidas em processos catalíticos ou de transporte. Podem funcionar como enzimas que catalisam reações na superfície da membrana, facilitando processos metabólicos e sinalizações.
4.2.5. Glicoproteína
4.2.5.1. São proteínas com cadeias de carboidratos ligadas, localizadas principalmente na face externa da membrana. Atuam no reconhecimento celular, adesão celular e resposta imune. São fundamentais para a comunicação entre células e para a interação com o ambiente extracelular.
4.2.6. Proteína alfa-hélice
4.2.6.1. As proteínas alfa-hélice na membrana plasmática são essenciais para o funcionamento celular, atuando como canais e poros que regulam o transporte seletivo de íons e moléculas, receptores de sinalização que detectam sinais externos, e pontos de ancoragem que conectam a membrana ao citoesqueleto, contribuindo para a estabilidade celular. Elas também funcionam como bombas e transportadores que movem substâncias contra gradientes de concentração e facilitam a formação de complexos que coordenam atividades celulares.
5. MECANISMO DE TRANSPORTE PASSIVO
5.1. DIFUSÃO SIMPLES:
5.1.1. Definição
5.1.1.1. Na difusão simples, partículas se movem de áreas de maior para menor concentração através da membrana. Esse processo é espontâneo e não requer energia. A movimentação continua até que a concentração se iguale nos dois lados da membrana, sem ser afetada por outras substâncias.
5.1.2. Função
5.1.2.1. A difusão simples é um processo de transporte passivo de substâncias que tem como função igualar a concentração de soluto em diferentes meios
5.1.3. Características
5.1.3.1. É um transporte passivo, ou seja, não requer gasto de energia
5.1.3.2. Ocorre de forma espontânea, sem a participação de proteínas transportadoras
5.1.3.3. A velocidade da difusão depende dos níveis de concentração da substância a ser transportada
5.1.4. Exemplo:
5.1.4.1. Na respiração, o oxigênio passa dos alvéolos pulmonares para o sangue, e o gás carbônico faz o caminho oposto. Essa troca ocorre devido às diferentes concentrações dos gases nos alvéolos, seguindo do mais concentrado para o menos. Esse processo é um exemplo de difusão simples no corpo humano, fundamental para a respiração e nutrição das células.
5.2. DIFUSÃO FACILITADA:
5.2.1. Definição
5.2.1.1. Tipo de transporte passivo que utiliza proteínas carregadoras que mudam de conformação pra transportar moléculas pela membrana plasmática sem o uso de ATP.
5.2.2. Funções
5.2.2.1. Controle da entrada e saída de nutrientes essenciais
5.2.2.2. Manutenção do equilíbrio osmótico e do potencial de membrana
5.2.2.3. Facilita a comunicação celular, especialmente em neurônios e células musculares
5.2.3. Exemplos
5.2.3.1. Glicose: entra por difusão facilitada através da proteína glut
5.2.3.2. Íons: Na⁺, K⁺, Cl⁻ e Ca²⁺, que passam por canais iônicos específicos.
5.2.4. Características
5.2.4.1. Saturação: número limitado de sítios de ligação, quando todos os sítios estão ocupados se caracteriza o ponto de saturação.
5.2.4.2. Especificidade: a proteína é específica para um soluto
5.2.4.3. Competição: soluto semelhantes podem ser reconhecidos pelos sítios de ligação
5.3. OSMOSE
5.3.1. Definição
5.3.1.1. processo passivo em que a água atravessa uma membrana semipermeável, equilibrando as concentrações de soluto entre os dois lados, sem gasto de energia. Mecanismo fprocesso undamental para regular o volume celular e manter a homeostase.
5.3.2. Mecanismo de Transporte Passivo
5.3.2.1. Membrana Semipermeável: a membrana plasmática permite a passagem de água, mas restringe a passagem de muitos solutos. Essa seletividade é crucial para o processo osmótico
5.3.2.2. Movimento da Água: a água se move quando há uma diferença de concentração de solutos, do lado com menor concentração de soluto (meio hipotônico) para o lado com maior concentração de soluto (meio hipertônico
5.3.2.3. Equilíbrio das Concentrações: equilibrar as concentrações de soluto, jogando água para o lado onde a concentração é mais alta, diluindo o soluto e atingindo um estado de equilíbrio osmótico.
5.3.2.4. Sem Gasto de Energia: a osmose não requer ATP.
5.3.2.5. Regulação do Volume Celular: regular o volume celular, evitando que as células inchem, fiquem ou desidratem.
5.3.3. Importancia na célula
5.3.3.1. Manutenção da Homeostase: regulando a quantidade de água dentro e fora das células, garantindo um ambiente adequado para processos metabólicos.
5.3.3.2. Equilíbrio de Fluídos: em organismos multicelulares, ajuda a distribuir a água entre os tecidos, mantendo o equílibrio hídrico.
5.3.3.3. Controle de Volume Celular: protege a célula de variações extremas de volume, evitando danos como o rompimento ou a contração excessiva da membrana.
5.3.4. Exemplo:
5.3.4.1. Células em Soluções Hipotônicas: Em uma solução onde a concentração de soluto fora da célula é menor que dentro dela, a água entra na célula, podendo fazê-la inchar ou até se romper.
5.3.4.2. Células em Soluções Hipertônicas: Em uma solução onde a concentração de soluto fora da célula é maior, a água sai da célula, fazendo-a murchar.
5.3.4.3. Células em Soluções Isotônicas: A concentração de soluto é igual dentro e fora da célula, então a água entra e sai da célula em taxas iguais, mantendo o volume celular constante.
6. POTENCIAL DA MEMBRANA
6.1. Definição
6.1.1. É a diferença de carga elétrica entre o interior e o exterior de uma célula, causada pela diferença de quantidade de íons (partículas carregadas eletricamente).
6.1.1.1. A permeabilidade seletiva da membrana plasmática permite a passagem controlada de íons por meio de estruturas chamadas canais iônicos, os quais são condicionados a se abrir ou fechar, a depender do estímulo que a célula está recebendo em seu interior ou exterior.
6.1.1.2. Os íons mais importantes desse sistema são: o cálcio (Ca2+), com maior concentração no exterior da célula; cloreto (Cl-), que possui concentrações semelhantes nos meios exterior e interior; o sódio (Na+), mais concentrado fora da célula e o potássio (K+), mais concentrados no interior da célula.
6.2. Estágios
6.2.1. Potencial de repouso: É o potencial da membrana plasmática de uma célula em repouso, com o interior negativo em relação ao exterior da célula.
6.2.2. Potencial de ação: É a mudança abrupta no potencial. quando um neurônio ou célula muscular, chamados de células excitáveis( por serem passíveis a estimulação), são estimuladas por meio de um impulso elétrico, neurotransmissor, etc., e por resultado ocorre uma rápida inversão no potencial.
6.3. Importância Fisiológica
6.3.1. O potencial de membrana é crucial para o funcionamento adequado das células. Ele possibilita diversas funções, entre elas, principalmente:
6.3.1.1. Transmissão de sinais nervosos
6.3.1.1.1. É a corrente elétrica que se move ao longo dos neurônios, resultado de um processo de despolarização da membrana celular. Esse processo de despolarização é desencadeado por estímulos ocorridos por meio do potencial de ação e serve para transmitir informações para outras células.
6.3.1.2. Contração muscular
6.3.1.2.1. Acontece pela chegada do potencial de ação no músculo para que o mesmo realize a sequência necessária de reações para sua realizar a contração.