Vídeo aula - Citologia: Constituição e estrutura da membrana celular

A membrana celular é uma estrutura que envolve as células marcando o limite entre meio interno e meio externo de cada célula. O meio interno é denominado meio intracelular e o externo de extracelular. A membrana celular é também chamada de membrana plasmática ou plasmolema. Do ponto de vista químico as membranas celulares são constituídas por lipídios, proteínas e carboidratos. Especialmente lipídios e proteínas, por isto, pode-se dizer que ela possui uma constituição principalmente lipoproteica.

Os lipídios constituem a maior parte das membranas celulares e geralmente são do tipo fosfolipídios, mas também pode se ter o colesterol na membrana das células eucarióticas animais.

Os fosfolipídios são lipídios formados pela ligação de grupo funcional fosfato e duas cadeias de ácidos graxos a uma molécula de glicerol. Uma das cadeias de ácido graxo é saturada e a outra geralmente insaturada. O pequeno grupo fosfato é carregado com uma carga negativa, portanto possui natureza polar e as duas longas cadeias de ácidos graxos são sem cargas elétricas, portanto apolares. A parte formada pelo grupo fosfato do fosfolipídio pode ser denominada de cabeça e as duas cadeias de ácidos graxos de cauda. Por ser polar, a cabeça do fosfolipídio possui afinidade por compostos polares, como moléculas de água, sendo chamada de porção hidrofílica do fosfolipídio, ou seja, que “gosta da” água. Já a cauda, por ser apolar, possui afinidade por compostos apolares e não possui afinidade por  compostos polares, como a água, sendo considerada uma porção hidrofóbica do fosfolipídio, ou seja, que tem “medo” da água. Devido a sua natureza polar e apolar os fosfolipídios são considerados moléculas anfipáticas. A natureza anfipática dos fosfolipídios faz com que eles em meio aquoso oriente as suas cabeças polares em direção à água presente nos meios extracelular e intracelular e suas caudas apolares interajam entre si. Estas formas de interações fazem que os fosfolipídios se disponham em duas camadas enfileiradas, ou seja, na forma de uma bicamada lipídica. 

Outro tipo de lipídio que pode estar presente na estrutura das membranas celulares é o colesterol. O colesterol também é uma molécula anfipática, a sua porção apolar se relaciona com as caudas dos fosfolipídios e a porção polar com a cabeça dos fosfolipídios. Quanto mais colesterol existir em na membrana celular mais fluída será a membrana, ou seja, mais as moléculas da membrana se movimentarão. O colesterol está presente nas membranas das células animais, sendo ausente na membrana celular das células vegetais. Outro fator que aumenta a fluidez da membrana é a quantidade de cadeias de ácidos graxos dos fosfolipídios, quanto mais cadeias insaturadas mais fluída será a membrana. Se você está com níveis elevados de colesterol no sangue, o que pode ser muito perigoso para a saúde dos seus vasos sanguíneos, causando infartos cardíacos e AVC (acidentes vasculares cerebrais) você pode dar preferência a alimentos de origem vegetal. Preferir margarina a manteiga, diminuir o consumo de carnes, ovos e derivados de leites, produtos de origem animal e, portanto, ricos em colesterol. 

A bicamada lipídica devido a sua natureza apolar interna consiste em uma barreira seletiva a passagem de substâncias, impedindo a passagem de compostos polares como os íons e a água e permitindo a passagem de pequenas moléculas apolares, como o os gases oxigênio e dióxido de carbono. 

As proteínas são macromoléculas formadas pela ligação de várias moléculas menores chamadas aminoácidos. Cada aminoácido é formado por um carbono central, chamado carbono alfa ligado a um grupo funcional carboxila, a um grupo funcional amina, a um hidrogênio e a uma cadeia lateral, chamada radical. Existem nas proteínas dos seres vivos 20 tipos de aminoácidos, diferenciados pelo tipo de radical que apresentam. Quanto à polaridade alguns radicais são carregados eletricamente, ou seja, polares, e outros são apolares. Portanto, as proteínas possuem também porções apolares e polares. As partes apolares se relacionam com a cauda dos fosfolipídios e as partes polares como a cabeça dos fosfolipídios e com a água dos meios intracelular e extracelular. Algumas proteínas conseguem atravessar totalmente a bicamada lipídica, sendo chamadas proteínas integrais. Outras estão alojadas sobre a bicamada lipídica externa ou interna, estas são denominadas proteínas periféricas. As proteínas possuem funções muito diversas. Além de seres componentes estruturais das membranas celulares, algumas proteínas agem como componentes de reconhecimento celular, outras agem no transporte de compostos polares, algumas funcionam como receptores específicos de neurotransmissores e hormônios.  Existem proteínas da membrana que funcionam como enzimas mediando reações. E ainda existem proteínas que providenciam adesão entre células. Todas as membranas celulares contêm proteínas, mas a sua quantidade e tipos varia entre os diversos tipos celulares e estão relacionados intimamente com as funções de cada célula.

Outro constituinte químico da membrana são os carboidratos. Eles são encontrados na membrana celular, ligados à superfície externa da membrana, unidos aos fosfolipídios e as proteínas. Quando ligado a um lipídio forma um glicolipídio, quando ligado a uma proteína, forma uma glicoproteína. Nas células animais os carboidratos associados a lipídios e proteínas fazem forma um envoltório externo a membrana, chamado glicocálix. O glicocálix tem como função o reconhecimento celular e adesão celular.

Resumindo, as membranas celulares são constituídas principalmente por lipídios organizados na forma de uma bicamada lipídica com blocos de proteínas inseridos, ambos geralmente se movimentando ativamente. Este modelo de organização é chamada de modelo mosaico-fluido.