Membranas Biológicas

Membranas Biológicas

1. Modelo do Mosaico Fluido

   • Bicamada lipídica + Proteínas inseridas
     • Fosfolipídeos: moléculas anfipáticas
       • Fosfatidilcolina, Fosfatidiletanolamida, Fosfatidilserina, Esfingomielina
       • Rotação, Difusão lateral, Flexão e "flip-flop"
         • O "flip-flop" ocorre quando um fosfolipídeo passa de uma monocamada para a outra da membrana, podendo ocorrer espontâneamente ou catalizada pela enzima Flippase
     • Colesterol: molécula anfipática que se insere entre os outros lipídeos da membrana
       • A interação da porção inicial da cadeia de ácidos graxos com os aneis esteroidais do colesterol diminui o espaço para as moléculas se difundirem
         • A membrana se torna menos permeável e mais estável com uma presença acentuada de colesterol
       • Além de formar a membrana, o colesterol também é usado como precursor de esteroides neuroativos
     • Glicolipídeos localizam-se excluisvamente na face externa da membrana, atuando no reconhecimento intercelular e interagindo com as moléculas da MEC
       • Os glicolipídeos também podem proteger a membrana quando o ambiente se torna inóspito (ph baixo ou presença de enzimas degradantes) devido a presença do ácido siálico (NANA) em sua estrutura, que possui uma carga negativa
       • Glicocálices protegem de danos químicos e mecânicos, além de atuarem na sinalização celular
     • As proteínas podem ser transportadores, ligadoras, receptores e enzimas
       • Proteínas integrais (passam por toda a membrana) e periféricas (localizam-se em apenas uma face da membrana)
         • A proteína mais abundamte nas hemácias é a espectrina, responsável pelo rearranjo do citoesqueleto
       • Encefalopatias espongiformes: alteração na conformação estrutural de uma proteína, formando buracos no encéfalo
       • A assimetria é importante em proteínas pois permite a sua interação com moléculas diversas dentro e fora da célula
       • As proteínas podem se movimentar naturalmente pela membrana ou ficarem fixas em certas posições da membrana, formando as esprecializações de membrana
     • Lipid rafts (balsas lipídicas): macrodomínios formados por colesterol, esfingolipídeos e proteínas
       • Cavéolas são grandes balsas lipídicas que estão envolvidas no processo de endocitose (formadas por caveolinas)
         • Podem estar ligadas a cavinas, que estabilizam a curvatura da membrana
       • Também estão envolvidas no processo de sinalização celular e neurotransmissões

2. Propriedades e funções

   • Delimitação das células e das organelas
     • Mantém diferenças entre os meios interno e externo
   • Permeabilidade seletiva
     • Regula o tráfego de moléculas e de sinais
     • Moléculas apolaeres, O2, CO2, H2O, moléculas pequenas polares ou não carregadas atravessam a membrana por difusão
     • Macromoléculas e íons não atravessam facilmente a membrana, necessitando de proteínas auxiliadoras
   • Comunicação célula-célula
   • Flexibilidade
   • "Self-sealing"
   • Assimetria
   • Fluidez

3. Transportes transmembranares

   • Difusão simples: passagem de moléculas pela membrana do maior gradiente de concentração para o menor, sem gasto de energia
   • Difusão facilitada: passagem de moléculas pela membrana com o auxílio de proteínas, do maior gradiente de concentração para o menor, sem gasto de energia
     • Proteínas carreadoras (transportadores) e canais iônicos
       • Os Canais iônicos funcionam de acordo com um gradiente eletroquímico
         • Canais de vazamento: quando os íons passam pelo canal livremente, sem necessidade de estímulo para que o canal abra
         • Canal sensível a voltagem: necessita de uma despolarização na membrana para que ele se abra e os íons possam atravessa-lo
         • Podem ser modulados por ligantes (intra ou extracelulares) e por estímulos mecânicos
         • Os canais iônicos possuem seletividade, ou seja, permitem apenas a passagem de íons específicos, devido a um estreitamento (filtro de seletividade) no qual somente os íons que forem compatíveis com a carga e a composição do canal poderão atravessá-lo
     • A molécula a ser transportada, ao se ligar à proteína carreadora, altera a conformação estrutural dessa proteína, ocasionando, então o transporte
       • Transportador Uniporte: quando transporta apenas uma molécula, em um único sentido
       • Transportador Simporte: quando transporta duas moléculas ao mesmo tempo e no mesmo sentido
       • Transportador Antiporte: quando transporta duas moléculas ao mesmo tempo, mas em sentidos opostos
     • Diferentemente da difusão simples, a difusão facilitada possui um limite máximo de funcionamento, que ocorre quando todas as proteínas carreadoras estão saturadas
   • Osmose: passagem de água do meio menos concentrado para o mais concentrado
     • Diuréticos osmóticos: diminuição de edemas cerebrais e pressão intracraniana, prevenção de falência renal aguda e tratamento de envenenamento
   • Transporte ativo: passagem de moléculas do menor gradiente de concentração para o menor, sendo necessário um gasto energético
     • Transporte ativo primário: quando um transportador possui uma função ATPase, ou seja, quebra ATP em ADP + Pi para que ocorra o transporte ativo
       • Bombas de Cálcio ATPase e bombas de sódio-potássio ATPase ajudam a manter o volume celular e o gradiente iônico, mantendo a osmolaridade da célula
     • Transporte ativo secundário: ocorre quando um canal iônico realiza o transporte de duas substâncias ao mesmo tempo, seja como simporte ou antiporte, utilizando a energia livre liberada na passagem do íon para transportar outras moléculas
       • Canais de H+ realizam antiporte de H+ e de neurotransmissores nas vesículas dos neurônios