Qual o mecanismo que permite a entrada e a saída de substâncias através da membrana?

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Movimentos através das membranas celulares
Qual o mecanismo que permite a entrada e a saída de substâncias através da membrana?
Quais são os mecanismos de passagem das substâncias pela membrana celular?
Como ocorre a entrada e saída de substâncias na célula?
Como se chama o mecanismo de transporte iônico através da membrana?

É a membrana celular que mantém a integridade da célula. Ela actua como uma barreira, separando dois meios distintos, o meio intracelular e o meio extracelular, e como uma superfície de troca de substâncias, de energia e de informação entre esses dois meios.

Como a membrana celular apenas permite a entrada e a saída de determinadas substâncias, ela constitui uma barreira selectiva.

As membranas citoplasmáticas, bem como as restantes membranas das células, são complexos lipoproteicos constituídos, essencialmente, por lípidos (principalmente fosfolípidos, algum colesterol e, por vezes, glicolípidos) e por proteínas.

Os fosfolípidos e os glicolípidos são moléculas antipáticas, ou seja, possuem uma extremidade polar que apresenta afinidade com a água, denominada hidrofílica, e uma extremidade apoiar que não apresenta afinidade com as moléculas de água, denominada hidrofóbica.

O colesterol é um lípido insolúvel em água e está presente em menor quantidade que os fosfolípidos. As proteínas membranares são moléculas que apresentam também zonas hidrofílicas e zonas hidrofóbicas.

Desde o início do século XX têm sido propostos vários modelos moleculares para a estrutura da membrana celular. Estes modelos estão sujeitos a constantes alterações, devendo, por isso, ser considerados representações hipotéticas baseadas em conhecimentos que se foram aprofundando sobre a composição, estrutura e função membranares.

O modelo de estrutura da membrana proposto inicialmente, em 1972, por Singer e Nicholson, é actualmente o mais aceite.

Este modelo, também conhecido por modelo de mosaico fluido, é unitário, uma vez que se aplica a todas as membranas existentes nas células.

De acordo com este modelo, a membrana é constituída por:

bicamada fosfolipídica, com as extremidades hidrofílicas das moléculas a formarem a face interna e externa da membrana e as hidrofóbicas a ocuparem o interior;
proteínas que, de acordo com a sua posição na bicamada, são designadas por proteínas intrínsecas ou integradas (encontram-se inseridas nesta dupla camada e fortemente unidas às extremidades hidrofóbicas das camadas de fosfolípidos, podendo, por vezes, atravessar a membrana de um lado ao outro - transmembranares) e proteínas extrínsecas ou periféricas (encontram-se à superfície da membrana e fracamente unidas às zonas hidrofílicas dos fosfolípidos ou de proteínas integradas).

As proteínas membranares possuem composição e funções diferentes.

Algumas apenas têm função estrutural, outras intervêm na actividade celular como transportadoras de substâncias químicas através da membrana celular (ex.: permeases), como enzimas, catalisando reacções que ocorrem na superfície da célula ou como receptores de estímulos provenientes do meio extracelular;
colesterol, situado entre as moléculas de fosfolípidos da bicamada; tem um papel estabilizador da membrana, pois evita que os fosfolípidos se agreguem, mantendo a sua fluidez;
glicolípidos e glicoproteínas, localizados na superfície externa da bicamada. Em relação aos glicolípidos, apenas se sabe que desempenham um papel importante no reconhecimento de certas substâncias pela célula através da sua porção glicídica.

A membrana celular é uma estrutura dinâmica, uma vez que os seus constituintes realizam movimentos de que são exemplos a mobilidade lateral das moléculas de fosfolípidos e das proteínas, trocando na mesma camada de posição umas com as outras, e, pontualmente, os movimentos de fosfolípidos de uma camada para a outra (movimentos de

flip-flop). É esta plasticidade, evidenciada pela membrana, que justifica a designação de mosaico fluido atribuída ao modelo referido.

Movimentos através das membranas celulares

A célula recebe do meio extracelular substâncias essenciais ao seu metabolismo e liberta moléculas resultantes da sua actividade. Esta passagem de substâncias do meio extracelular para o meio intracelular, e vice-versa, ocorre através da membrana celular por vários mecanismos: osmose, difusão simples, difusão facilitada e transporte activo.

Mecanismo não mediado - Osmose

Movimento de moléculas de água de um meio menos concentrado (hipotónico ou com menor pressão osmótica) para um meio mais concentrado (hipertónico ou com maior pressão osmótica).

Quando os meios possuem igual concentração (isotónicos), estabelece-se uma situação de equilíbrio em que o fluxo de água que entra nas células é igual ao fluxo de saída.
Na sequência dos movimentos osmóticos a célula pode:

perder água, diminuindo assim o seu volume celular. Nessa situação a célula diz-se plasmolisada ou no estado de plasmólise;
ganhar água, aumentando assim o seu volume celular e aumentando a pressão sobre a membrana/parede celular (pressão de turgescência). Neste caso a célula diz-se túrgida ou no estado de turgescência. No caso das células animais, a turgescência pode conduzir, em situação-limite, à ruptura da membrana celular (lise celular).

Não há gasto de energia - transporte passivo.

Mecanismo não mediado – Difusão simples

As moléculas de um soluto deslocam-se do meio de maior concentração para o meio de menor concentração (a favor do gradiente de concentração).

A velocidade de movimentação do soluto é directamente proporcional à diferença de concentração entre os dois meios.
Não há gasto de energia - transporte passivo

Mecanismos mediados – Difusão facilitada

As moléculas de um soluto deslocam-se do meio de maior concentração para o meio de menor concentração (a favor do gradiente de concentração) com intervenção de proteínas transportadoras -permeases.

A velocidade de transporte da substância: - aumenta com

a concentração; - mantém-se quando todos os locais de ligação das permeases estão ocupados (saturação), mesmo que a concentração aumente - velocidade máxima.

Não há gasto de energia - transporte passivo.

Mecanismos mediados – Transporte activo

As moléculas de um soluto deslocam-se de um meio de menor concentração para um meio de maior concentração (contra o gradiente de concentração) com intervenção de proteínas transportadoras -ATPases.
Mantém um gradiente de concentração entre os meios intracelular e extracelular.
Implica gasto de energia (ATP).

Endocitose e exocitose

Para além dos mecanismos de transporte já descritos, as células efectuam o transporte de substâncias de grandes dimensões, como macromoléculas, conjuntos de partículas, ou mesmo células, entre os meios intracelular e extracelular.

Na endocitose a célula inclui no seu citoplasma moléculas do meio exterior. Este processo inicia-se com a formação de uma invaginação da membrana plasmática que vai, progressivamente, englobando o material extracelular. Esta invaginação acaba por se destacar da membrana, formando uma vesícula endocítica, De acordo com o tamanho e a natureza do material englobado, classifica-se a endocitose em: Fagocitose
- A célula emite prolongamentos citoplasmáticos, os pseudópodes, que envolvem partículas de grandes dimensões ou mesmo células inteiras, acabando por formar uma vesícula fagocítíca, que se destaca para o interior do citoplasma.

Pinocitose - A membrana celular, por invaginação, engloba fluido extracelular contendo ou não pequenas partículas. Esta invaginação evolui para a formação de pequenas vesículas endocíticas.
Na exocitose, a célula liberta para o meio extracelular produtos resultantes da digestão intracelular ou moléculas sintetizadas no seu interior, como produtos de metabolismo celular, certas secreções (hormonas) e proteínas estruturais (colagénio). Neste processo as vesículas de secreção convergem para a membrana, fundem-se com ela e libertam o seu conteúdo no meio extracelular.

Qual o mecanismo que permite a entrada e a saída de substâncias através da membrana?

O Mecanismo de Difusão Facilitada A difusão facilitada é a passagem, através da membrana, de substâncias que não se dissolvem em lipídios, ajudadas pelas proteínas que permeiam a bicamada lipídica. Ocorre sem gasto de ATP. Essas proteínas são chamadas de Permeases, que atuam como carreador de substâncias.

Quais são os mecanismos de passagem das substâncias pela membrana celular?

O transporte passivo é a passagem de uma substância através da membrana plasmática de uma região onde ela está mais concentrada para uma onde está menos concentrada, sem gasto de energia. Existem três tipos de transporte passivo pela membrana celular: a difusão simples, a difusão facilitada e a osmose.

Como ocorre a entrada e saída de substâncias na célula?

A membrana plasmática, também conhecida como plasmalema, é a estrutura que envolve e delimita todo o conteúdo celular. Estabelece fronteira entre o meio celular interno (parte intracelular) com o meio externo (parte extracelular). Também serve de canal seletivo para a entrada e saída de substâncias na célula.