A membrana plasmática cumpre uma vasta gama de funções. A primeira, do ponto de vista da própria célula é que ela dá individualidade a cada célula, definindo meios intra e extracelular. Ela forma ambientes únicos e especializados, cuja composição e concentração molecular são consequência de sua permeabilidade seletiva e dos diversos meios de comunicação com o meio extracelular.
Além de delimitar o ambiente celular, compartimentalizando moléculas, a membrana plasmática representa o primeiro elo de contato entre os meios intra e extracelular, traduzindo informações para o interior da célula e permitindo que ela responda a estímulos externos que podem, inclusive, influenciar no cumprimento de suas funções biológicas.
Também nas interações célula/célula e célula/matriz extracelular a membrana plasmática participa de forma decisiva. É, por exemplo, através de componentes da membrana que células semelhantes podem se reconhecer para, agrupando-se, formar tecidos.
A manutenção da individualidade celular, assim como o bom desempenho das outras funções da membrana, requer uma combinação particular de características estruturais da membrana plasmática: ao mesmo tempo que a membrana precisa formar um limite “estável”, ela precisa também ser dinâmica e flexível. A combinação destas características é possível devido `a sua composição química.
Composição química e estrutura
As membranas celulares consistem em uma dupla camada contínua de lípides, com a qual proteínas e carboidratos das mais diversas naturezas interagem das mais diversas maneiras. Justamente a bicamada lipídica é que confere estabilidade e flexibilidade, ao mesmo tempo, a membrana. Pode-se dizer que os lipídeos são os componentes que compõem a estrutura básica da membrana.
Existem três grandes classes de lipídeos que compõem a membrana celular plasmática: fosfolipídeos, esteróis e glicolípides, sendo que fosofolípides são os mais abundantes, via de regra.
A molécula de lípide possui uma característica bioquímica essencial para formar uma bicamada estável, ainda que fluida. Ela possui uma região hidrofílica e caudas hidrofóbicas. Enquanto que a região hidrofílica interage bem com a água, altamente abundante nos meios intra e extracelular, a região hidrofóbica busca “esconder-se” da água.
A intenção natural desta molécula anfipática, ou seja, composta por regiões hidrofóbica e hidrofílica, de atingir um estado que seja energeticamente estável e termodinamicamente favorável, faz com que elas arranjem-se na forma de uma bicamada. A estabilidade é, então, dada pela necessidade termodinâmica do próprio lípide em manter suas regiões hidrofílica e hidrofóbica em posições adequadas em relação à água.
Desta forma, se a bicamada lipídica sofre um dano, onde algumas moléculas são removidas, sua tendência natural é a de se regenerar.
Os lipídeos distribuem-se assimetricamente nas duas monocamadas lipídicas e estão em constante movimentação. Eles movem-se ao longo do seu próprio eixo, num movimento chamado rotacional e movem-se lateralmente ao longo da extensão da camada. Estes dois movimentos não representam qualquer alteração a termodinâmica natural da membrana e, portanto, ocorrem constantemente.
Outro movimento chamado flip-flop, que consiste em mudar de uma monocamada a outra, é menos frequente, pois envolve a passagem da cabeça polar (hidrofílica) dentro da região apolar (hidrofóbica) da bicamada.
Como funciona o controle da fluidez da membrana?
A fluidez da membrana é controlada por diversos fatores físicos e químicos. A temperatura influencia na fluidez: quanto mais alta ou baixa, mais ou menos fluida será a membrana, respectivamente.
O número de duplas ligações nas caudas hidrofóbicas dos lípides também influencia a fluidez: quanto maior o número de insaturações, mais fluida a membrana, pois menor será a possibilidade de intração entre moléculas vizinhas. Também a concentração de colesterol influencia na fluidez: quanto mais colesterol, menos fluida. O colesterol, por ser menor e mais rígido, interage mais fortemente com os lipídeos adjacentes, diminuindo sua capacidade de movimentação.
Se os lípides são as moléculas mais expressivas em termos de estrutura de membrana, as proteínas o são em termos de funções. Considerando-se sua interação com a bicamada lipídica, as proteínas podem ser classificadas como: ancoradas, periféricas ou transmembrana (integrais). Naturalmente que as proteínas também possuem características estruturais que as permitem interagir com a bicamada lipídica: algumas delas possuem regiões polares e apolares, sendo também anfipáticas.
Inúmeras funções são desempenhadas pelas proteínas de membrana: elas comunicam célula e meio extracelular, servindo como poros e canais, controlam o transporte iônico, servem como transportadoras, realizam atividade enzimática e ainda podem ser antigênicas, elicitando respostas imunes.
Os carboidratos, que são exclusivamente encontrados na monocamada externa de membranas plasmáticas, interagem ora com proteínas (glicoproteínas), ora com lípides (glicolípides), formando uma estrutura denominada glicocálice. O glicocálice desempenha inúmeras funções e elas refletem, na verdade, funções desempenhadas por seus componentes.
Por exemplo, a inibição do crescimento celular por contato depende de glicoproteínas do glicocálice. Se tais proteínas forem perdidas ou modificadas, como acontece em alguns tumores malignos, mesmo o glicocálice ainda existindo, esta função será comprometida. O glicocálice é importante na adesão e reconhecimento celular, na determinação de grupos sanguíneos, entre outras funções.
Transporte da membrana celular
Como a célula delimita o meio intra e extracelular, é necessário que formas de transporte e de comunicação sejam constantemente estabelecidas com o meio. Os transportes podem ou não envolver gasto de energia, sendo classificados como ativo ou passivo, respectivamente. Exemplos de transporte passivo são as difusões simples e facilitada. As bombas de íons são exemplos de transportes ativos.
O endereço abaixo mostra de forma simples e elegante uma série de figuras compreensivas sobre transportes celulares.
Especializações
As membranas celulares apresentam também diversos tipos de especializações. De acordo com sua localização, podem ser classificadas em:
Apicais: Microvilosidades, cílios;
Laterais: zônula de adesão, de oclusão, interdigitações, desmossomas;
Basais: pregas basais, hemidesmossomas.
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