Membrana celular e digestão intracelular

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Membrana celular e digestão intracelular

  1. 1. Membrana celular Membrana celular e Digestão intracelular 1 Introdução 2 Constituição da membrana celular 3 Transporte através da membrana A – transporte passivo B- transporte ativo C – transporte em quantidade 4 Lipídios 5 Polissacarídeos1 – Introdução As membranas celulares não são simples barreiras inertes que compartimentamas células, mas sim estruturas que apresentam várias funções como:1) manutenção do meio intracelular, que é diferente do extracelular,2) suporte físico para a atividade ordenada de enzimas nelas contidas,3) reconhecimento de outras células e diferentes moléculas, já que é o revestimento mais externo e possui receptores de membrana,4) adesão a outras células, formando camadas que delimitam compartimentos,5) permitem deslocamento de substâncias pelo citoplasma através de pequenas vesículas transportadoras,6) participa de processos de endocitose e exocitose,7) possui receptores que interagem com moléculas do meio externo.2 – Constituição da membrana celular A membrana plasmática e as demais membranas são constituídas principalmentepor lipídios, proteínas e hidratos de carbono, podendo variar essa proporção nosdiferentes tipos de membranas. A maioria dos lipídios que compõe a membrana apresenta uma extremidade hidrofílica e uma cadeia hidrofóbica. Os lipídios fundamentais das membranas são os fosfolipídios e o colesterol. Os lipídios mais comuns na membrana são os fosfolipídeos. As membranas são formadas por duas camadas lipídicas responsáveis pela estrutura delas, entretanto a atividademetabólica está relacionada com a presença de proteínas na membrana. As proteínas dasmembranas são divididas em dois grandes grupos:Nathalia Fuga – CHE Página 1
  2. 2. Membrana celular1) proteínas integrais ou intrínsecas: associadas aos lipídios. Incluem enzimas da membrana, glicoproteínas do grupo ABO e Rh, proteínas transportadoras, receptores de membrana. Essas proteínas prendem-se aos lipídios através de suas regiões hidrofóbicas, deixando expostas as regiões hidrofílicas. Algumas dessas proteínas atravessam a membrana sendo chamadas de proteínas transmembranas.2) Proteínas periféricas ou extrínsecas: facilmente extraídas da bicamada. O modelo de estrutura da membrana é o mosaico fluído. Nesse modelo asmoléculas da camada dupla de lipídios estão organizadas com suas cadeias apolares(hidrofóbicas) voltadas para ointerior da membrana e suascabeças polares (hidrofílicas)voltadas para o meioextracelular ou para ocitoplasma. Diversosexperimentos demonstram queas proteínas se deslocam comfacilidade no eixo damembrana, mostrando suafluidez. A superfície externa damembrana apresenta umacamada de hidratos de carbonoligados a proteínas (formando glicoproteínas) ou lipídios (glicolipídios) constituindo oglicocálice. Ele é um componente celular dinâmico e funcionalmente importante. O glicocálice protege a célula de agressões mecânicas e químicas, mantém acarga negativa da célula, constitui em alguns tipos celulares um isolamento elétrico,possuem algumas atividades enzimáticas, é responsável pela adesão entre as células epelo reconhecimento celular.O glicocálice recobre a superfície externa damembrana e auxilia, entre outras coisas, oreconhecimento celular. O reconhecimentocelular possibilita o reconhecimento de célulassemelhantes e sua adesão e a rejeição de célulasdiferentes; além disso, o contato de célulassemelhantes faz com que diminua a atividademitótica das células, regulando assim o grau deproliferação celular.Nathalia Fuga – CHE Página 2
  3. 3. Membrana celular3 – Transporte através da membrana Para a maioria das substâncias existe uma relação entre solubilidade nos lipídios ecapacidade de entrar nas células. De maneira geral os hidrofóbicos atravessam amembrana com facilidade, já que ela é constituída por uma bicamada lipídica. Este é ocaso dos ácidos graxos, hormônios esteróides, anestésicos. Já os hidrofílicos penetramnas células com mais dificuldade, dependendo do tamanho e de suas característicasquímicas. A membrana é bastante permeável à água e algumas substâncias hidrofílicaspenetram na célula através das proteínas transmembranas, que constituem “porosfuncionais”, isso é um caminho hidrófilo para essas substâncias. A configuraçãomolecular fará com que as substâncias possam ser transportadas por mecanismos detransporte especiais desenvolvidos durante a evolução. Permeabilidade à água: a membrana é muito permeável à água. Mesmo a água sendoextremamente insolúvel nos lipídios da membrana, ela atravessa facilmente a membranacelular; em parte, passando de modo direto, através da bicamada lipídica e, em suamaior parte, pelas proteínas de canal. Acredita-se que as moléculas de água sejamsuficientemente pequenas e que sua energia cinética seja grande o bastante para que elaspossam, simplesmente, penetrar como projéteis na parte lipídica da membrana, antesque sua característica hidrofóbica consiga detê-las. Colocando-a em uma soluçãohipotônica, as células aumentam de volume devido à entrada de água. Se o aumento devolume for acentuado pode ocorrer rompimento da membrana e lise celular. Quandocolocada em solução hipertônica a célula perde água e sua forma se altera. Quando emsolução isotônicas o volume e a forma não se alteram. O transporte de soluto (íons e pequenas moléculas) através da membrana pode serpassivo ou ativo.A - Transporte passivo Transporte passivo, também chamado de difusão, é o mecanismo de passagemnatural de pequenas moléculas através da membrana plasmática que ocorre sem gasto deenergia. Em outras palavras, a difusão implica em movimentos moleculares aleatóriosda molécula da substância pelos espaços intermoleculares da membrana ou emcombinação com proteína carreadora, sendo que a energia geradora da difusão é aenergia do movimento cinético normal da matéria.Nathalia Fuga – CHE Página 3
  4. 4. Membrana celular O transporte passivo através da membrana celular se divide em três tipos:difusão simples, difusão facilitada e osmose. - difusão simples: Este tipo de transporte passivo é classificado como o movimento cinéticomolecular de moléculas ou íons através de canais da membrana ou dos espaços intermoleculares, sem necessidade de fixação a proteínas carreadoras da membrana. Sua velocidade é determinada pela quantidade existente da substância a ser transportada, pela velocidade do movimento cinético e pelo número de canais da membrana através dos quais a molécula ou íon pode passar. -difusão facilitada: Este tipo de difusão, tambémchamada de difusão mediada porcarreadores, implica a interação dasmoléculas ou íons com proteínacarreadora que facilita sua passagematravés da membrana, provavelmentepor se fixar quimicamente a ela e se deslocar, através da membrana, nessa forma fixada. Este tipo de difusão difere da anterior (da difusão simples) por um canal abertodo seguinte modo: embora a velocidade da difusão por um canal aberto aumente naproporção direta da concentração da substância difusora, na difusão facilitada avelocidade de difusão tende a um máximo, com o aumento da concentração dasubstância.Nathalia Fuga – CHE Página 4
  5. 5. Membrana celular c-osmose: A água é de longe, a substância mais abundante que sedifunde através da membrana celular. Contudo, às vezes podeocorre uma diferença de concentração para a água através deuma membrana, exatamente do mesmo modo que isso podeocorrer para outras substâncias. Quando isso acontece, ocorre realmente, movimentoefetivo de água através da membrana celular, fazendo com que a célula murche ouinche, dependendo da direção desse movimento efetivo. Esse processo de movimentoefetivo da água, causado por diferença de concentração da própria água, recebe o nomede osmose.B - Transporte ativo Transporte Ativo ocorre quando a membrana celular transfere moléculas ouíons contra um gradiente de concentração, ou contra um gradiente elétrico ou depressão. Dentre as diversas substâncias que são transportadas ativamente, através dasmembranas celulares, encontram-se os íons, sódio, potássio, cálcio, ferro, cloreto,iodeto, urato, diversos açúcares e grande parte dos aminoácidos. O transporte ativodepende de energia para o transporte. A energia é derivada diretamente da degradaçãodo trifosfato de adenosina (ATP) ou de qualquer outro composto de fosfato rico emenergia (transporte ativo primário). O transporte depende de proteínas transportadoras,que atravessam a membrana, de modo semelhante a difusão facilitada. No entanto, notransporte ativo, a proteína transportadora funciona de modo distinto, pois ela é capazde transferir energia para a substância transportada, com o objetivo de que possa mover-se contra o gradiente eletroquímico.Nathalia Fuga – CHE Página 5
  6. 6. Membrana celular A bomba de sódio e potássio é o transporte ativo mais estudado. Ela bombeia os íons sódio (Na+) para fora, através da membrana celular, enquanto que, ao mesmo tempo, bombeia os íons potássio (K+) de fora para dentro da célula. Essa bomba é encontrada em todas as células do organismo e é responsável pela manutenção das diferenças de concentração de sódio e de potássio dentro e fora da célula, além de estabelecer um potencial elétrico negativo no interior da célula.C - Transporte em quantidade Pelos processos descritos acima, as células são capazes de transportar pequenasmoléculas, entretanto através do transporte em quantidade elas podem transportargrande quantidade de macromoléculas. O transporte em quantidade para dentro dacélula é chamado de endocitose e pode ser feito por dois processos, a pinocitose e afagocitose. Quando a transferência de macromoléculas se dá do interior da célula para omeio extracelular dá-se o nome de exocitose. A fagocitose se dá graças à formação depseudópodes pela célula, englobando em seu citoplasma partículas sólidas. Ela acontece quando uma partícula sólida se fixa a um receptor de membrana específico, portanto a fagocitose é seletiva, desencadeando uma resposta do citoesqueleto. A formação de pseudópodos faz com queocorra a formação de um vacúolo, o fagossomo, que se une ao lisossomo ocorrendo adigestão do material fagocitado. O termo pinocitose é usado para designar oenglobamento de gotículas de líquido. Ocorre através da invaginação da membranacriando várias vesículas que afundam no citoplasma carregando pequenas porções delíquido de modo não seletivo.4 – Digestão intracelular O sistema endossomal é encontrado desde a parte periférica do citoplasma atépróximo ao núcleo. É um sistema irregular de túbulos e vesículas cujo interior é ácido.Partículas fagocitadas ou originadas por pinocitose são englobadas por endossomos queseparam e endereçam tais partículas. Algumas substâncias são recicladas e outras vãopara os lisossomos.Nathalia Fuga – CHE Página 6
  7. 7. Membrana celular As substâncias que penetram na célula ou componentes celulares desgastadossofrem a ação de enzimas digestivas no interior dos lisossomos. Os lisossomos sãogeralmente esféricos e de tamanho variável. Em seu interior existem enzimas que têmseu funcionamento ótimo em pHácido e por isso são chamadasgenericamente de hidrolases ácidas.O fato das enzimas terem suaatividade máxima em pH ácido e opH do citoplasma ser neutro,associado ao fato dessa organelapossuir membrana, constituemfatores de segurança. Caso contrárioas enzimas poderiam digerir aprópria célula. Os fagossomos e as vesículas de pinocitose se unem aos lisossomos, que passama ser chamados de lisossomos secundários. Na membrana do lisossomo secundário háuma enzima que bombeia prótons H+ para o interior do lisossomo estabelecendo pH 5.Após a digestão feita pelas enzimas ocorre a formação do corpo residual que se funde àmembrana e libera o seu conteúdo através de exocitose.Nathalia Fuga – CHE Página 7

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