Membranas celulares e membrana plasmática

A estrutura típica da membrana celular consiste em uma bicamada fosfolipídica entre duas camadas de proteínas localizadas ao nível das superfícies de separação entre as fases interna e externa da célula. A camada lipídica é bimolecular, com os grupos polares voltados para a camada protéica, enquanto os grupos apolares se enfrentam com uma função de isolamento.
As membranas celulares, com sua espessura de apenas 90 A, não são visíveis ao microscópio de luz transmitida. Antes do advento da microscopia eletrônica, os citologistas presumiam que a célula estava envolta por um filme invisível, porque se esse filme hipotético fosse quebrado, o conteúdo da célula poderia ser visto vazando. Hoje, com o microscópio eletrônico, a membrana pode ser visualizada como um fino linha sólida dupla De acordo com as hipóteses atuais, a membrana consiste essencialmente em moléculas de fosfolipídios e colesterol dispostas de tal forma que suas caudas hidrofóbicas são voltadas para dentro.
As cadeias polipeptídicas das moléculas de proteína da membrana são perpendiculares às moléculas de lipídios e acredita-se que mantêm a coesão entre as diferentes partes da membrana plasmática.
A estrutura membranosa desempenha a tarefa de separar o ambiente celular do extracelular, o núcleo do citoplasma e também o material dentro das diversas organelas da matriz citoplasmática.
Em cada célula, seja animal ou vegetal, a camada periférica do protoplasma apresenta as características morfológicas e funcionais de uma membrana colocada para separar dois ambientes distintos, que podem ser identificados com soluções que apresentam características e composições físico-químicas distintas. A função desse diafragma é permitir a passagem de água e outros pequenos solutos dentro da célula, ao mesmo tempo em que se opõe a solutos de alto peso molecular. Em geral, a direção do fluxo é determinada pela concentração da composição da solução nas laterais da membrana, o fluxo ocorre sempre no sentido da solução mais diluída para a mais concentrada: ou seja, tende a equilibrar as duas concentrações e cessa quando atinge a igualdade. A pressão necessária para interromper completamente esse movimento é chamada de pressão osmótica. É tanto maior quanto mais concentrada for a solução.

A membrana celular não é uma membrana semipermeável ideal, pois é impermeável a alguns, mas não a todos, os solutos presentes. A permeabilidade ou não da membrana a solutos não depende exclusivamente de suas características físico-químicas estruturais, mas em grande parte de fenômenos intimamente ligados ao metabolismo celular.

As células, em relação ao seu comportamento em relação à pressão osmótica e pressão ambiental, são divididas em: poiquilosmóticas e homoosmóticas. Os primeiros têm uma pressão osmótica igual ou quase a de seu ambiente, os segundos são capazes de manter uma pressão osmótica dentro de uma ampla latitude de valores, muito diferente das ambientais. Levando em consideração essas características do comportamento das células animais e vegetais, J. Traube criou um aparato especial, constituído justamente por uma membrana semipermeável, que deveria reproduzir artificialmente o comportamento das células vivas diante de determinadas soluções. Inicialmente, um filme de ferrocianeto de cobre foi usado como membrana; subsequentemente, membranas semipermeáveis foram introduzidas com as quais foi possível determinar a entidade de consideráveis pressões osmóticas.
Por fim, pode-se afirmar que a passagem das diversas substâncias pela membrana plasmática pode ocorrer por difusão simples, facilitada ou por transporte ativo.

Difusão simples: transporte passivo através da bicamada lipídica. A difusão é o movimento das moléculas de uma área para outra como resultado de sua agitação térmica aleatória.Na difusão simples, a permeabilidade da membrana é determinada pelos seguintes fatores: (a) a solubilidade da gordura da substância de difusão, (b) o tamanho e a forma das moléculas de difusão, (c) a temperatura e (d) a espessura da membrana.

Difusão facilitada: transporte passivo através de proteínas de membrana. A difusão facilitada é operada por dois tipos de proteínas de transporte: (a) transportadores, que ligam as moléculas de um lado da membrana e as transportam para o outro graças a uma modificação conformacional, e (b) canais, que formam poros que se estendem a partir de um lado da membrana para o outro. Na difusão facilitada, a permeabilidade da membrana é determinada por dois fatores: (a) a velocidade de transporte dos portadores ou canais individuais e (b) o número de portadores ou canais presentes na membrana.

Transporte Ativo. Existem dois tipos principais de transporte ativo: transporte ativo primário, que usa ATP ou outras formas de energia química, e transporte ativo secundário, que usa o gradiente eletroquímico de uma substância como fonte de energia para induzir o transporte ativo de uma substância elevada.