Membrana Plasmática

Luciana Fiuza
Luciana Fiuza
Professora de Biologia

A membrana plasmática ou membrana celular é uma categoria de organela celular. Trata-se de um envoltório fino, poroso e microscópico. Ela reveste por fora as células dos seres procariontes (bactérias) e os eucariontes (animais, vegetais, fungos e protozoários).

A membrana plasmática é uma estrutura semipermeável, responsável pelo transporte e seleção de substâncias que entram e saem da célula. Por isso ela é de extrema importância para o metabolismo celular.

membrana plasmatica da celula eucariota
Membrana Plasmática da célula eucariota

Funções associadas à membrana plasmática

Denominamos funções as vantagens adaptativas que a membrana plasmática garante aos seres vivos. As funções da membrana plasmática são:

Permeabilidade osmótica

A membrana plasmática tem a capacidade de controlar a entrada e saída de água das células.

O controle da quantidade de água que entra e sai das células é muito importante para a sobrevivência da célula. Se entrar água demais ela pode explodir, se perder muita água pode murchar e morrer. A membrana deixa a água entrar e sair livremente por pressão osmótica que tende a equilibrar com o meio externo. Mas em alguns casos, como seres que vivem no mar, proteínas de membrana específicas puxam água para dentro e fora das células.

Permeabilidade Seletiva

A membrana plasmática permite e controla da entrada e saída de outras substâncias, além da água, da célula.

Algumas células têm que trocar substâncias de modo rápido. Tanto para liberar hormônios e transmissores para outras células. Mas também bombas de íons que são proteínas transmembrana. As bombas de íons garantem que células especializadas como neurônios e células musculares funcionem com precisão.

Proteção das estruturas celulares

Todas as estruturas e demais organelas celulares estão contidas internamente a membrana, nada chega a elas que não tenha passado pela membrana.

Destacamos que o núcleo celular, que contém o DNA da célula, possui sua própria membrana chamada Carioteca. Mas ela tem uma composição diferente da membrana celular em relação à proteína transmembrana, poros, etc.

Delimitação do conteúdo intracelular e extracelular

A capacidade da membrana plasmática de delimitar o que fica dentro da célula e o que está fora, garante a integridade da célula. Com isso, garante o metabolismo, o equilíbrio químico e a sobrevivência da célula.

O metabolismo na célula tem uma natureza muito diferente do que está acontecendo fora da célula. Isso vale para organismos unicelulares, mas também para células corporais. Por exemplo, as células do tecido ósseo estão vivas, funcionando, enquanto fora delas a matriz extracelular é dura e rígida.

Transporte ativo de substâncias

Algumas substâncias são vitais para o funcionamento das células, como a glicose, por exemplo. Mas quando e quanto dessa substância vai entrar em casa célula é definido por outras substâncias que "abrem as portas" para coordenar essas entradas. No caso da glicose, quem permite que entre nas células é a insulina. Se a insulina não funcionar bem, nossa célula não recebe a glicose que está disponível no sangue e ficamos diabéticos.

O transporte ativo de substâncias que não são naturalmente permeáveis à célula, custa energia. Tanto para receber substâncias que vêm do meio quanto para expelir substâncias produzidas pela célula.

Reconhecimento de substâncias específicas

A membrana plasmática consegue reconhecer substâncias específicas devido à presença de receptores específicos na membrana.

Algumas substâncias, como hormônios ou neurotransmissores, têm afinidade com proteínas de membrana. Ao reconhecer essas substâncias começam cascatas de reações no interior das células, importantes para o metabolismo e a fisiologia do corpo. Muitos medicamentos têm seu princípio ativo baseado nessas reações e ações das proteínas presentes na membrana.

Resposta imunológica

A resposta imunológica do corpo, defesa contra parasitas e células estranhas começa com o reconhecimento das proteínas de membrana plasmática nas células.

Todas as células têm alguma espécie defesa na membrana para evitar a entrada de vírus ou ataque de bactérias. Mas especialmente as células do sistema imunológico, macrófagos, por exemplo, têm proteínas de membrana que funcionam como sensores para reconhecer invasões de parasitas, células ou substâncias estranhas. A partir dessa resposta imune temos as nossas defesas contra parasitas, rejeição a implantes e até alergias.

Membrana plasmática 3d
Representação tridimensional de membrana plasmática

Estrutura e composição da membrana plasmática

A membrana plasmática é quimicamente constituída por:

  • lipídios — glicolipídeos, colesterol e os fosfolipídeos
  • proteínas — glicoproteínas, proteínas de membrana, proteínas de canal etc

Por isso, é reconhecida por sua composição lipoproteica.

Os fosfolipídios apresentam uma porção polar e outra apolar. A porção polar é hidrofílica (tem afinidade com a água) e volta-se para o exterior. A porção apolar é hidrofóbica (repele a água) e voltada para o interior da membrana.

Os fosfolipídios estão dispostos em uma camada dupla, a chamada bicamada. Devido a sua natureza química, eles movem-se como em trilhos, sem perder o contato. Isso permite a flexibilidade e elasticidade da membrana. A descrição sobre esse modelo de organização é denominado "mosaico fluido".

bicamada fosfolipídica
Ilustração representando as porções polares e apolares de bicamada fosfolipídica e como esta se organiza em mosaico fluido

O nome "mosaico fluido" deve-se pela presença de estruturas flexíveis e fluidas, com grande poder de regeneração.

Além da bicamada de fosfolipídeos, existem outras gorduras e proteínas que compõem as membranas celulares que garantem seu funcionamento.

Apenas células dos animais, há o colesterol que compõe e estabiliza sua estrutura. A vantagem adaptativa do colesterol é manter a membrana fluida e sem congelar mesmo em baixas temperaturas. Apenas as células animais que possuem colesterol, os outros grupos de seres vivos não o sintetizam.

As proteínas presentes na membrana são podem ser de grupos diferentes como: enzimas, glicoproteínas, proteínas transportadoras e antígenos. Nesse sentido, podemos dividi-las em dois grupos principais:

  • Proteínas transmembranas: atravessam a bicamada lipídica lado a lado.
  • Proteínas periféricas: situam-se em apenas um dos lados da bicamada.

Cada uma dessas proteínas vai ter uma função diferente, tanto no transporte quanto ao enviar e catalisar informações para dentro e para fora da célula.

Transporte de Substâncias na membrana plasmática

A membrana atua como um filtro, permitindo a passagem de substâncias pequenas e impedindo ou dificultando a passagem de substâncias de grande porte. Essa propriedade é chamada Permeabilidade Seletiva.

O transporte de substâncias através da membrana plasmática pode ser de modo passivo ou ativo:

O transporte passivo ocorre sem gasto de energia. As substâncias deslocam-se do meio mais concentrado para o menos concentrado. São exemplos:

  • Difusão Simples — É a passagem de partículas de onde estão mais concentradas para regiões em que sua concentração é menor.
  • Difusão Facilitada — É a passagem, através da membrana, de substâncias que não se dissolvem em lipídios, com ajuda das proteínas da bicamada lipídica da membrana.
  • Osmose — É a passagem de água de um meio menos concentrado (hipotônico) para outro mais concentrado (hipertônico). Osmose sempre acontece com a água, se a substância que passar pela membrana for outra diferente, o nome é difusão simples.

O transporte ativo ocorre com gasto de energia. Isso significa que moléculas que conservam a energia celular, conhecidas como ATP (adenosina tri-fosfato), serão utilizadas no processo. As substâncias deslocam-se de menor para o de maior concentração. São exemplos:

  • Transporte em Bloco: Endocitose e Exocitose — Ocorre quando a célula transfere grande quantidade de substâncias para dentro ou para fora do seu meio intracelular.
  • Bomba de Sódio e Potássio — Passagem de íons sódio e potássio para a célula, devido às diferenças de suas concentrações.

Como curiosidade final, destacamos que a membrana plasmática não é facilmente visualizada em um microscópio ótico comum. Apenas com o desenvolvimento do microscópio eletrônico foi possível a observação da membrana plasmática.

Exercícios de Vestibular sobre membrana plasmática

1. (PUC RJ-2007) Em relação aos envoltórios celulares, podemos afirmar que:

a) todas as células dos seres vivos têm parede celular.
b) somente as células vegetais têm membrana celular.
c) somente as células animais têm parede celular.
d) todas as células dos seres vivos têm membrana celular.
e) os fungos e bactérias não têm parede celular.

d) todas as células dos seres vivos têm membrana celular.

Todos os Reinos de seres vivos conhecidos no planeta Terra (bactérias, protozoários, fungos, animais e vegetais) possuem células revestidas e limitadas por membrana plasmática.

2. (Mack-2005) Assinale a alternativa correta a respeito da membrana lipoproteica.

a) Em bactérias, apresenta uma organização diferente da encontrada em células eucariotas.
b) Existe apenas como envoltório externo das células.
c) É formada por uma camada dupla de glicoproteínas, com várias moléculas de lipídios encrustadas.
d) É rígida, garantindo a estabilidade da célula.
e) Está envolvida em processos como a fagocitose e a pinocitose.

e) Está envolvida em processos como a fagocitose e a pinocitose.

A membrana plasmática tem estrutura fluida, capaz de se moldar e estender para facilitar processos de fagocitose e pinocitose.

3. (VUNESP-2010) Devido à sua composição química — a membrana é formada por lipídios e proteínas — ela é permeável a muitas substâncias de natureza semelhante. Alguns íons também entram e saem da membrana com facilidade, devido ao seu tamanho. No entanto, certas moléculas grandes precisam de uma "ajudinha" extra para entrar na célula. Essa "ajudinha" envolve uma espécie de porteiro, que examina o que está fora e o que ajuda a entrar (Solange Soares de Camargo, in Biologia, Ensino Médio. 1.ª série, volume 1, SEE/SP, 2009.) No texto, e na ordem em que aparecem, a autora se refere:

a) ao modelo mosaico-fluído da membrana plasmática, à difusão e ao transporte ativo.
b) ao modelo mosaico-fluído da membrana plasmática, à osmose e ao transporte passivo.
c) à permeabilidade seletiva da membrana plasmática, ao transporte ativo e ao transporte passivo.
d) aos poros da membrana plasmática, à osmose e à difusão facilitada.
e) aos poros da membrana plasmática, à difusão e à permeabilidade seletiva da membrana.

a) ao modelo mosaico-fluído da membrana plasmática, à difusão e ao transporte ativo.

A primeira característica citada no texto é a flexibilidade e permeabilidade da membrana, possível devido ao seu modelo de mosaico-fluido. A permeabilidade a íons e substâncias de natureza semelhante é a característica conhecida como difusão. Já o transporte possível com a ajuda é realizado por uma proteína de membrana.

Para mais questões sobre o tema, veja. Exercícios sobre Membrana Plasmática.

Para saber mais, leia também:

Referências Bibliográficas

Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Morgan, D., Raff, M., Roberts, K., ... & Hunt, T. (2010). Biologia molecular da célula. Artmed Editora.

AMABIS, José Mariano; MARTHO, Gilberto Rodrigues. Biologia moderna. São Paulo, SP: Moderna, 2016.

Luciana Fiuza
Luciana Fiuza
Professora de Ciências e Biologia. Bacharel e licenciada pela UERJ (2010) em Ciências Biológicas; mestre (2013) e doutora (2017) pelo CEFET-RJ no Programa de pós Graduação em Ciência Tecnologia e Educação; pós graduada em Psicopedagogia pela AVM (2020).