A membrana plasmática regula a passagem de substâncias através da célula e mantém sua integridade. Existem diferentes tipos de transporte, incluindo transporte passivo como osmose e difusão, e transporte ativo que requer energia. As células também usam endocitose e exocitose para transportar partículas maiores e macromoléculas através da membrana.

1. MEMBRANA PLASMÁTICA E TIPOS DE TRANSPORTE

2. Membrana Plasmática A membrana plasmática mantém a integridade celular e delimita a fronteira entre os meios intracelular e extracelular , constituindo uma barreira selectiva, através da qual se processam trocas de substâncias e energia entre a célula e o meio exterior. A membrana celular funciona também como um sensor, permitindo à célula modificar-se em resposta a diversos estímulos ambientais. As membranas são complexos lipoproteicos – constituídos por proteínas e lípidos – podendo ainda conter glícidos .

3. Estrutura da membrana plasmática. Modelo do Mosaico Fluido proposto por Singer e Nicholson em 1972

4. Tipos de Transporte A passagem de substâncias através da membrana pode ocorrer através de vários mecanismos e está dependente, entre outros factores, da configuração molecular dessas substâncias. Entre os tipos de transporte que ocorrem através da membrana plasmática, abordaremos: o transporte não mediado , o transporte mediado e o transporte de partículas .

5. Transporte não mediado A membrana plasmática possui uma permeabilidade selectiva , isto é, facilita ou dificulta a passagem de certas substâncias entre os meios intracelular e extracelular. Assim, o transporte de substâncias através da membrana pode ou não ser mediado por moléculas transportadoras específicas, denominadas permeases . No transporte não mediado , as substâncias passam livremente através da membrana plasmática, sem que haja intervenção de proteínas transportadoras em todo o processo.

6. Transporte Passivo Podem distinguir-se dois processos distintos de transporte não mediado : a osmose e a difusão simples . É importante referir que tanto a osmose como a difusão simples são processos de transporte passivo , porque a sua ocorrência não implica gastos de energia (ATP) por parte da célula.

7. Osmose A osmose pode ser definida como a movimentação da água por difusão, através de uma membrana semipermeável. O fluxo de água faz-se sempre do meio com menor concentração em soluto ( hipotónico ), para o meio com maior concentração em soluto ( hipertónico ). Quando a concentração do soluto é igual nos dois meios, o fluxo de água é igual nos dois sentidos, e os meios dizem-se isotónicos . O fenómeno de osmose pode ocorrer em células animais ou vegetais.

8. Quando uma célula (animal ou vegetal) é colocada num meio hipertónico a água sai por osmose, levando a uma diminuição do volume celular , dizendo-se que a célula está no estado de plasmólise .

9. Quando uma célula (animal ou vegetal) é colocada num meio isotónico , a entrada de água por osmose é exactamente igual à saída de água por osmose e o volume celular não se altera . Neste caso, diz-se que a célula se encontra no estado normal ou isotónico .

10. Quando uma célula (animal ou vegetal) é colocada num meio hipotónico , a água entra por osmose, levando a um aumento do volume celular , dizendo-se que a célula está no estado de turgescência .

11. Quando uma célula (animal ou vegetal) é colocada num meio muito hipotónico , a entrada de água pode ultrapassar a capacidade elástica da membrana e dar-se a lise celular (rebentamento da célula). Esta situação não ocorre nas células vegetais, devido à existência de parede celular .

12. Difusão Simples A água não é a única substância a movimentar-se através da membrana plasmática, várias outras substâncias o fazem através de um fenómeno designado por difusão simples Legenda: Difusão de dois solutos diferentes separados por uma membrana permeável a ambos.

13. Lei da Difusão Segundo a Lei da Difusão , as moléculas movimentam-se do meio onde a sua concentração é mais elevada para o meio em que a sua concentração é mais baixa , isto é, a favor do seu gradiente de concentração . A difusão simples é considerado um tipo de transporte passivo , pois ocorre devido à agitação térmica das moléculas e não implica gastos energéticos (ATP) para a célula .

14. Transporte mediado Elevado número de moléculas polares de dimensões consideráveis , como a glicose, os aminoácidos ou algumas vitaminas, atravessam a membrana celular a favor do gradiente de concentração, mas a uma velocidade superior à esperada se o fizessem por difusão simples . Este facto deve-se à existência de proteínas transportadoras na membrana, que auxiliam a passagem destas moléculas, sendo este um tipo de transporte mediado . As proteínas transportadoras são específicas para cada tipo de substância e denominam-se permeases .

15. Distinguem-se dois tipos de transporte mediado : difusão facilitada e transporte activo .

16. Difusão Facilitada - Transporte de açúcares simples , aminoácidos e algumas vitaminas . - Há participação de proteínas transportadoras específicas – permeases – que existem na membrana plasmática e promovem a passagem dessas substâncias. - Em resumo, podem reconhecer-se na difusão facilitada três características importantes: ocorre a participação de uma molécula transportadora ; não há consumo de energia (ATP) por parte da célula; ( 3 ) a substância move-se de acordo com o gradiente de concentração , do local onde existe em maior concentração para o local onde existe em menor concentração ( Lei da Difusão ).

17. Passo 1 - ligação da molécula a transportar à permease; Passos 2 e 3 - alteração conformacional da permease, para permitir a passagem da molécula através da membrana. Difusão Facilitada

18. Transporte Activo Existem situações em que as substâncias migram do local onde existem em menor concentração para o local onde existem em maior concentração , isto é, contra o seu gradiente de concentração. Este tipo de transporte designa-se por transporte activo e para que ocorra é necessário que haja gasto de energia (ATP), para causar a alteração conformacional das proteínas transportadoras. Deste modo, o transporte activo é um tipo de transporte mediado , que se realiza com dispêndio de energia para a célula e contra o gradiente de concentração .

19. (A) e (B) Ligação de partículas à proteína transportadora em locais específicos. (C) Modificação da forma da proteína graças à mobilização de energia da célula (ATP), conduzindo à libertação das partículas do outro lado da membrana.

20. Para além dos mecanismos de difusão e transporte de pequenas moléculas através da membrana plasmática, as células possuem ainda outros recursos que possibilitam o transporte, para o interior ( endocitose ) ou o exterior ( exocitose ), de macromoléculas , partículas com maiores dimensões ou mesmo de pequenas células . Legenda: Processos de endocitose e exocitose.

21. Endocitose ( endo = interior + kytos = célula) O material é transportado através de invaginações da membrana. Essas invaginações progridem para o interior e separam-se da membrana, constituindo vesículas endocíticas . Distinguem-se dois tipos de endocitose : a fagocitose e a pinocitose . Legenda: Processo de endocitose.

22. Fagocitose ( fago = comer + kytos = célula)Na fagocitose , a célula emite prolongamentos, denominados pseudópodes , que englobam a partícula, formando uma vesícula fagocítica que se destaca da membrana para o interior do citoplasma (faça "Actualizar" ou "Recarregar" no seu browser para observar a animação novamente). A fagocitose constitui o processo digestivo de muitos organismos unicelulares como a amiba , mas também pode ser observada em células animais como os macrófagos do sistema imunitário (mecanismo de defesa contra bactérias, células cancerosas e outras partículas estranhas ao organismo). Legenda: Processo de endocitose por fagocitose Legenda: Fagocitose por um macrófago.

23. Pinocitose ( pino = beber + kytos = célula) A pinocitose constitui um processo semelhante, no qual as substâncias que entram na célula são substâncias dissolvidas ou fluidos , pelo que as vesículas pinocíticas são de menores dimensões. Este tipo de transporte de materiais ocorre, por exemplo, no epitélio intestinal. Legenda: Processo de pinocitose.

24. Exocitose ( exo = exterior + kytos = célula) É o processo inverso à endocitose , no qual as células libertam para o meio extracelular substâncias armazenadas em vesículas exocíticas . Na exocitose , as vesículas de secreção fundem-se com a membrana plasmática, libertando o seu conteúdo para o meio extracelular. A exocitose é fundamental para a célula se livrar de resíduos da digestão intracelular, que se tornariam tóxicos para a mesma se não fossem excretados. No corpo humano, as enzimas digestivas no pâncreas são segregadas por exocitose. Legenda: Processo de exocitose. Como é possível observar pelas imagens acima, na exocitose as vesículas exocíticas contendo macromoléculas movem-se até à membrana, onde se efectua a fusão da membrana da vesícula com a membrana celular. Em seguida, o conteúdo da vesícula liberta-se para o meio extracelular.