Biomembranas, estruturas de uma célula

Curiosidade (mitocôndria).

As mitocôndrias, evolutivamente, teriam origem em bactérias fagocitadas e que driblaram o processo de digestão, preservando-se em simbiose com a célula hospedeira primitiva.
Esta teoria evolutiva para a organela, e que também se aplica aos cloroplastos das células vegetais, é denominada teoria endossimbionte. Essa é a mais aceita atualmente, entre outras teorias existentes.

Biomembranas.

Medindo cerca de 8 nm de espessura(1 nm = 0,000001 mm), a membrana plasmática só pode ser observada com o auxilio do microscópio eletrônico. Formada basicamente por uma dupla camada de fosfolipídios, proteínas e uma pequena quantidade de glicídios.

*Fosfolipídios, são lipídios (gordura), que são compostos por acido fosfórico e uma molécula nitrogenada e ácida graxos. Possui uma região polar hidrófila (que tem afinidade e mistura-se bem com a água), e uma região hidrófoba (que não tem afinidade com a água). Isso faz com que assumam uma arrumação típica na composição da membrana da célula.  





Na membrana a região polar dos lipídios da camada externa fica voltada para água que esta fora da celular, (região extracelular), e a camada interna, também região polar, fica voltada para a parte interna da célula (região intracelular), e as regiões apolares, ficam voltadas umas para as outras.

*Proteínas da membrana.

Macromoléculas, formadas por longas cadeias lineares de aminoácidos (molécula orgânica formada por átomos de carbono, hidrogênio, oxigênio, e nitrogênio unidos entre si) e alguns gases.     As proteínas são formadoras de vários tecidos, e fibras, tendo como radical esquelético ou estrutural celular o elemento carbono. A maioria das proteínas da membrana atravessa de um lado para o outro a dupla camada de fosfolipídios, interrompendo sua continuidade, ou seja, esta intrínseca na camada. São partes integrantes da membrana plasmática, as chamadas PROTEÍNAS INTEGRAIS.

Na membrana plasmática também há outras proteínas, chamadas PROTEÍNAS PERIFÉRICAS que se encontram aderidas as extremidades das proteínas integrais, algumas voltadas para o lado intracelular e outras voltadas para o lado extracelular e são responsáveis por alguns tipos de transportes de substancias para fora ou para dentro da célula. Esses tipos de transportes usam os sítios ativos (encaixe especifico, como se fosse à chave e a fechadura ou vice versa) das proteínas, que determinarão funções especificas da célula.

*Glicídios.

Os glicídios estão localizados na parte externa da membrana, alguns se ligam aos lipídios e formam os glicolipídios, mas a maioria dos glicídios estão ligados as proteínas e formam as glicoproteínas. Em algumas células os clicídios são responsáveis pelo reconhecimento de tecidos e promove a adesão celular. Os glóbulos brancos do nosso sangue conseguem reconhecer um corpo invasor e grande parte desse reconhecimento acontece pela presença dos clicídios. O colesterol participa da construção estrutural da membrana celular; regula a fluidez, ajuda a regular a permeabilidade da membrana em diversas faixas de temperatura. O colesterol também ajuda na fabricação da bílis (que é armazenada na vesícula biliar e ajuda a digerir gorduras), e também é importante para o metabolismo das vitaminas lipossolúveis, incluindo as vitaminas A, D, E e K. Ele é o principal precursor para a síntese de vitamina D e de vários hormônios esteróides (que incluem o cortisol e a aldosterona nas glândulas supra-renais, e os hormônios sexuais progesterona, os diversos estrógenos, testosterona e derivados). Recentemente, o colesterol também tem sido relacionado a processos de sinalização celular, pela hipótese seria um dos componentes das chamadas "jangadas lipídicas" na membrana plasmática. Também reduz a permeabilidade da membrana plasmática aos íons de hidrogênio e sódio.                                                                            

Veja a baixo uma representação gráfica de uma membrana (célula animal).

Como as substâncias são transportadas para dentro ou para fora da membrana.                     

A membrana tem a capacidade de fazer a seleção ou controle das substâncias que devem permanecer dentro (intracelular) ou fora (extracelular) da célula, funcionando como um filtro, assim dentro de alguns limites eletroquímicos e afinidades biomoleculares fazem com que a composição e estabilidade química fiquem constantes, esse controle pode ser chamado de PERMEABILIDADE DA MEMBRANA. 

Essa passagem de substâncias através da membrana pode ocorrer por diferentes maneiras com transporte passivo, ativo, por difusão ou osmose.

*transporte passivo ocorre quando uma ou mais substâncias saem de uma região concentrada para uma região menos concentrada, balanceando as concentrações dentro e fora da celular, sem gasto de energia pala célula.

*transporte ativo ocorre o inverso, as substâncias movem-se contra o gradiente de concentração, aumentando mais a concentração naquela região, nesse caso há gasto de energia pela célula.

*transporte por difusão ocorre pela capacidade de átomos e moléculas de gazes e líquido que se espalham uniformemente, constantes e aleatórios por todos os espaços disponíveis, até que a concentração atinja o seu gradiente (fazendo com que haja um balanço entre as substâncias).     

*osmose é o fenômeno que ocorre entre duas soluções, aumentando ou diminuindo o nível de concentração do gradiente das sustâncias. Normalmente o solvente (em geral a água) move-se espontaneamente (sem gasto de energia) da solução menos concentrado para a mais concentrada. A osmose pode ser considerada uma espécie particular de difusão de moléculas de líquidos, controlados pela pressão osmótica (equilíbrio de concentração fora e dentro da membrana), célula animal.  

A pressão osmótica de uma solução pode apresentar três variantes com:

Solução hipertônica, (hiper = acima / tónos = tensão). Apresenta maior pressão osmótica e  facilita a saída de solventes (normalmente água (H₂O)) e outros líquidos presente na parte intracelular da membrana.

Solução hipotônica, (hipo = baixa / tónos = tensão). Apresenta baixa pressão osmótica e sua ação normalmente é inversa á ação das soluções hipertônicas, assim facilita a entrada de solventes da membrana. 

Já as soluções isotônicas, (isso = igual / tónos = tensão). Apresentam pressões osmóticas iguais, que proporciona a entrada e saída de substâncias da membrana, de fora para dentro ou de dentro para fora.

Nas representações a baixo veja o modelo de entrada e saída de substâncias da célula.