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<p>Membrana plasmática e organelas celulares 31.08.24</p><p>Quando pensamos em células, podemos compará-las a uma fábrica, onde tudo tem seu lugar e sua função.</p><p>Vamos então começar pela “parede da nossa fábrica”.</p><p>1) A membrana celular</p><p>Ela é uma estrutura essencial que define os limites da célula e regula a interação com o ambiente circundante. Sua estrutura básica é composta por uma bicamada lipídica, formada principalmente por fosfolipídios. Estes fosfolipídios possuem uma cabeça polar hidrofílica e caudas não polares hidrofóbicas, organizando-se de modo a criar uma barreira semipermeável que controla o movimento de moléculas e íons dentro e fora da célula.</p><p>Veja o desenho:</p><p>Fonte: wikipedia.</p><p>Se quisermos detalhar um pouquinho mais, veja este:</p><p>Fonte: biorender.com</p><p>Perceba que, além dos fosfolipídios, as membranas celulares também contêm uma variedade de proteínas que desempenham papéis cruciais em sua funcionalidade. As proteínas integrais estão imersas na bicamada lipídica, atravessando-a de um lado a outro. Elas atuam como transportadores que facilitam o transporte seletivo de substâncias através da membrana, garantindo que apenas moléculas específicas possam atravessar de acordo com as necessidades da célula.</p><p>Por outro lado, as proteínas periféricas estão localizadas na superfície externa ou interna da membrana, geralmente associadas a uma das faces da bicamada lipídica. Estas proteínas desempenham uma variedade de funções, desde a transdução de sinais até a ancoragem da membrana celular ao citoesqueleto interno ou à matriz extracelular, contribuindo para a integridade estrutural da célula e sua capacidade de interagir com o ambiente.</p><p>Além disso, a presença de glicolipídios e glicoproteínas na superfície da membrana celular desempenha um papel crítico na identificação celular e na comunicação celular. E por qual motivo isso acontece?</p><p>Essas moléculas têm cadeias de açúcares que se projetam para fora da membrana, fornecendo marcadores de identidade celular e facilitando o reconhecimento por outras células e componentes do sistema imune. É como se elas fossem marca-texto, sabe?!</p><p>Ah, e outro, porém interessante é que as coisas podem se movimentar através membrana plasmática! E isso é essencial para a função celular e ocorre de diversas maneiras, refletindo a dinâmica e a adaptação contínua das células ao ambiente. Vamos ver alguns desses movimentos?</p><p>Movimentos através da Membrana Plasmática</p><p>Difusão Simples</p><p>A difusão simples é o movimento passivo de moléculas através da bicamada lipídica, da região de MAIOR para MENOR concentração. É comum vocês verem alguns conteúdos dizendo assim: é um movimento do MEIO MAIS para o MEIO MENOS. O que é exatamente a mesma coisa, ok? Então moléculas pequenas e não polares, como gases (ex.: oxigênio, dióxido de carbono) e pequenos lipídios, podem atravessar diretamente a membrana por difusão simples.</p><p>Difusão Facilitada: Olha o nome... F A C I L I T A D A. Tem alguém facilitando esse “trem” a acontecer, certo? Pois é... Moléculas maiores, ou moléculas que possuem carga elétrica, atravessam a membrana celular por difusão facilitada. Isso ocorre com o auxílio de proteínas transportadoras específicas que facilitam o movimento dessas substâncias através da membrana, seguindo seu gradiente de concentração. Também vai ocorrer do meio MAIS para o meio MENOS, certo?</p><p>Transporte Ativo</p><p>O transporte ativo envolve o movimento de moléculas ou íons contra seu gradiente de concentração, ou seja, do meio MENOS para o meio MAIS concentrado, o que requer energia na forma de ATP. As bombas de íons, como a bomba de sódio-potássio, são exemplos de proteínas de transporte ativo que mantêm gradientes iônicos essenciais para funções celulares, como a transmissão de sinais nervosos e a contração muscular.</p><p>Endocitose: Lembre-se sempre: endo = dentro. Então, a célula está levando algo para DENTRO da célula.</p><p>A endocitose é um processo pelo qual a célula captura partículas grandes, moléculas e até mesmo outras células englobando-as com sua membrana plasmática, formando vesículas intracelulares. Existem dois tipos principais de endocitose: fagocitose (englobamento de partículas sólidas) e pinocitose (englobamento de líquidos e solutos dissolvidos).</p><p>Exocitose: exo = fora!</p><p>A exocitose é o oposto da endocitose, onde vesículas intracelulares fundem-se com a membrana plasmática e liberam seu conteúdo para fora da célula. Isso é crucial para a secreção de hormônios, enzimas digestivas e outros produtos celulares.</p><p>Além desses movimentos específicos, a membrana plasmática exibe uma dinâmica contínua devido à fluidez de seus componentes. A estrutura lipídica da bicamada permite que as proteínas e lipídios se movam lateralmente, adaptando-se às necessidades celulares e respondendo a estímulos externos. Este aspecto dinâmico é essencial para processos como a formação de microvilosidades em células intestinais para aumentar a superfície de absorção, ou a reorganização rápida de receptores de membrana em resposta a mudanças nas condições ambientais.</p><p>Ih... Entendi nada! Calma... Lembra dos fosfolipídeos? Eles também podem se movimentar! É simples assim. E como?</p><p>Flip-Flop</p><p>O flip-flop é o movimento de um fosfolipídio de uma camada da bicamada lipídica para a outra. Esse processo é relativamente raro e lento devido à hidrofobicidade das caudas dos fosfolipídios, que preferem permanecer na parte interna da membrana. A flipase é uma enzima especializada que facilita esse movimento, garantindo a manutenção da assimetria entre as duas camadas da bicamada.</p><p>Rotação e Movimento Lateral</p><p>Além do flip-flop, os fosfolipídios na membrana podem realizar rotações em torno de seus eixos e movimentos laterais na própria camada da bicamada lipídica. Esses movimentos laterais são relativamente rápidos e ocorrem frequentemente, permitindo que os fosfolipídios se movam dentro da mesma camada da membrana. Essa fluidez é fundamental para a dinâmica e a flexibilidade da membrana plasmática.</p><p>E será que isso tem importância para a célula? Claro!!</p><p>Os movimentos dos fosfolipídios na membrana plasmática são regulados por diversos fatores, incluindo a temperatura, a composição lipídica da membrana e a presença de proteínas de membrana específicas.</p><p>Esses movimentos são essenciais para a função celular por várias razões.</p><p>Manutenção da Integridade Estrutural: A capacidade dos fosfolipídios de realizar movimentos laterais e, em menor grau, flip-flop, permite que a membrana plasmática mantenha sua estrutura e integridade, essencial para a compartimentalização celular e a defesa contra estresses mecânicos.</p><p>Regulação do Transporte de Substâncias: Movimentos laterais dos fosfolipídios influenciam a organização de proteínas de membrana, como transportadores e canais iônicos, modulando assim o transporte de substâncias através da membrana.</p><p>Resposta a Estímulos Ambientais: Mudanças na composição lipídica da membrana e nos padrões de movimento dos fosfolipídios podem ser uma resposta adaptativa a mudanças ambientais, como temperatura e pressão osmótica, influenciando diretamente a função e a homeostase celular.</p><p>Agora, vamos focar nas PROTEÍNAS que estão presentes nas membranas. Elas são extremamente importantes em conteúdos de Farmacologia e Patologia. Mas você sabe o motivo?</p><p>As proteínas de membrana desempenham papéis fundamentais na estrutura e funcionalidade das células, sendo classificadas principalmente como transportadoras, receptores e proteínas de adesão celular. Cada uma dessas categorias desempenha funções específicas que são essenciais para a sobrevivência e o funcionamento adequado dos organismos multicelulares.</p><p>Como Transportadores</p><p>As proteínas transportadoras são especializadas em facilitar o transporte de substâncias através da membrana plasmática, ajudando a regular o ambiente interno da célula. Quer um exemplo? Nanopartículas de óxido de cobre são transportadas para dentro das células através dessas proteínas e podem ter ação antitumoral!</p><p>Receptores</p><p>As proteínas receptoras na membrana são responsáveis por reconhecer e ligar-se</p><p>a moléculas específicas, como hormônios, neurotransmissores e fatores de crescimento. Essa ligação desencadeia uma resposta celular específica, iniciando vias de sinalização intracelular que regulam diversas funções celulares, como:</p><p>· Regulação Metabólica: Receptores de insulina na membrana celular desencadeiam a captação de glicose pelas células, regulando os níveis de açúcar no sangue.</p><p>· Respostas Imunes: Receptores de células imunes reconhecem antígenos estranhos, iniciando respostas imunes adaptativas e inatas para combater infecções.</p><p>Proteínas de Adesão Celular</p><p>As proteínas de adesão celular são responsáveis por manter a estrutura dos tecidos e facilitar a comunicação entre as células. Elas desempenham várias funções importantes.</p><p>· Adesão Celular: Proteínas como as cadherinas medeiam a adesão entre células adjacentes no tecido, garantindo a coesão e integridade estrutural.</p><p>· Conexão com a Matriz Extracelular: Integrinas são proteínas de adesão que conectam a matriz extracelular ao citoesqueleto interno da célula, permitindo a transmissão de sinais mecânicos e regulando processos como migração celular e diferenciação.</p><p>Vamos focar um pouquinho agora nessas proteínas que são RECEPTORES de membrana?</p><p>Como já dito, elas vão desempenhar papel crucial na comunicação celular ao reconhecer e se ligar a moléculas específicas do ambiente extracelular, como hormônios, neurotransmissores e fatores de crescimento.</p><p>OBSERVAÇÃO muito importante: Cada tipo de receptor é especializado para reconhecer e se ligar a uma molécula específica. Por exemplo, receptores de hormônios como a insulina são projetados para se ligar exclusivamente à insulina circulante no sangue. Não é bagunça! E aí, se você parar um pouquinho para pensar... Vai entender o motivo de alguns fármacos se ligarem a um único ou a VÁRIOS receptores! (Viu como isso é fundamental na Fármaco?)</p><p>Vamos falar sobre Ativação do Receptor</p><p>Quando uma molécula sinalizadora se liga ao receptor específico na superfície da membrana celular, ocorre uma mudança conformacional na estrutura do receptor. Essa mudança pode desencadear a ativação do receptor, iniciando a transmissão do sinal para o interior da célula. A ativação do receptor desencadeia uma cascata de eventos moleculares dentro da célula, conhecida como transdução de sinal. Isso geralmente envolve a ativação de proteínas intracelulares, como quinases e fatores de transcrição, que regulam a expressão gênica e outras funções celulares.</p><p>Regulação de Funções Celulares</p><p>Os receptores de membrana regulam diversas funções celulares, dependendo do tipo de molécula sinalizadora e do contexto celular. Algumas das funções reguladas pelos receptores incluem:</p><p>· Metabolismo: Receptores de insulina controlam a absorção de glicose pelas células, regulando os níveis de açúcar no sangue.</p><p>· Crescimento e Desenvolvimento: Fatores de crescimento, como o fator de crescimento epidérmico (EGF), estimulam a proliferação celular e a diferenciação durante o desenvolvimento e a regeneração tecidual.</p><p>· Respostas Imunes: Receptores de células imunes reconhecem antígenos estranhos, desencadeando respostas imunes adaptativas e inatas para combater infecções.</p><p>Agora que já falamos sobre Membrana Plasmática, podemos continuar para os “outros compartimentos da nossa fábrica”.</p><p>Citoplasma</p><p>O citoplasma é uma região/espaço celular que engloba o espaço entre a membrana plasmática e o núcleo, onde ocorrem diversas atividades metabólicas e estruturais da célula. Compreende o citosol, um fluido gelatinoso onde estão dissolvidos uma variedade de componentes celulares essenciais.</p><p>Aqui, a composição do Citosol é importante! Então, vamos falar um pouquinho disso. Ele tem:</p><p>· Proteínas: O citosol contém uma vasta gama de proteínas que desempenham funções estruturais, enzimáticas e regulatórias dentro da célula. Elas participam em processos como a síntese de proteínas, metabolismo energético e sinalização celular.</p><p>· Íons: Incluem íons como cálcio (Ca²⁺), potássio (K⁺), sódio (Na⁺), magnésio (Mg²⁺) e muitos outros, essenciais para a transmissão de sinais, contração muscular, regulação do pH intracelular, entre outras funções.</p><p>· Metabólitos: São pequenas moléculas intermediárias do metabolismo celular, como açúcares, aminoácidos, nucleotídeos e lipídios, que são substratos e produtos de várias vias metabólicas.</p><p>Todas essas substâncias participam ativamente dos processos fundamentais da célula.</p><p>Outros pontos importantes são as Estruturas Subcelulares. São elas:</p><p>· Citoesqueleto: É uma rede tridimensional de filamentos proteicos que dá suporte estrutural à célula, promove movimento celular e orienta a divisão celular. Composto por microtúbulos, filamentos intermediários e microfilamentos.</p><p>· Inclusões Citoplasmáticas: São reservatórios de substâncias como glicogênio, lipídios e pigmentos, que podem ser armazenados temporariamente para uso futuro ou para fins estruturais.</p><p>Papel dos Microtúbulos, Filamentos Intermediários e Microfilamentos</p><p>Os componentes do citoesqueleto desempenham papéis fundamentais na estruturação e movimento celular. PRESTEM muita atenção nisso, pois vamos falar sobre o DNA, e outras estruturas que DEPENDEM desses microtúbulos, filamentos para a divisão celular ser correta e, consequentemente, nossas células receberem a mesma quantidade de DNA.</p><p>Microtúbulos</p><p>Compostos por tubulina, os microtúbulos são cilindros ocos que fornecem estrutura e suporte à célula. Participam da formação dos ásteres durante a divisão celular, formam o cílio e o flagelo, e atuam como trilhos para o transporte intracelular de vesículas e organelas.</p><p>Filamentos Intermediários</p><p>Proporcionam resistência mecânica à célula contra estresse físico. Existem diferentes tipos de filamentos intermediários, como os filamentos de queratina em células epiteliais e os filamentos de vimentina em células do tecido conjuntivo.</p><p>Microfilamentos</p><p>Compostos por actina, os microfilamentos são filamentos finos que desempenham papéis importantes na contração muscular, na formação de pseudópodes em movimento celular, e na manutenção da forma e da motilidade celular.</p><p>Até aqui a gente ainda não falou das organelas, certo? Que seria o maquinário da nossa fábrica!</p><p>Então, vamos falar agora!</p><p>1. Núcleo</p><p>Estrutura: O núcleo celular é envolvido por uma membrana nuclear dupla com poros nucleares que regulam o transporte de moléculas entre o núcleo e o citosol. Dentro do núcleo, encontramos o nucleoplasma, onde está o material genético organizado em cromatina (DNA associado a proteínas histonas) e, durante a divisão celular, em cromossomos.</p><p>Função: O núcleo é o centro de controle da célula, responsável pelo armazenamento seguro do material genético e pela regulação da expressão gênica. Ele controla o metabolismo celular, a divisão celular (mitose e meiose) e responde a estímulos internos e externos que afetam o funcionamento celular.</p><p>2. Mitocôndrias</p><p>Estrutura: As mitocôndrias são organelas membranosas com duas membranas distintas: uma membrana externa lisa e uma membrana interna altamente invaginada formando as cristas mitocondriais. O espaço interno, a matriz mitocondrial, contém enzimas, DNA mitocondrial e ribossomos.</p><p>Função: Conhecidas como as "usinas de energia" da célula, as mitocôndrias são responsáveis pela produção de ATP (adenosina trifosfato) através da respiração celular. Este processo envolve a oxidação de nutrientes, como ácidos graxos e glicose, para gerar energia utilizável pela célula.</p><p>3. Complexo de Golgi</p><p>Estrutura: O complexo de Golgi é composto por pilhas de sacos membranosos achatados chamados de cisternas. Cada cisterna possui uma face cis (onde chegam as vesículas do retículo endoplasmático) e uma face trans (onde saem vesículas modificadas e empacotadas).</p><p>Função: Atua na modificação pós-traducional de proteínas sintetizadas no retículo endoplasmático rugoso, adicionando grupos glicosílicos, sulfatos e fosfatos. Além disso, é responsável pela triagem, empacotamento e distribuição de proteínas para diferentes destinos dentro e fora da célula.</p><p>4. Lisossomos</p><p>Estrutura: São</p><p>pequenas organelas membranosas contendo enzimas hidrolíticas ácidas (como proteases, lipases e nucleases) no interior, mantido em um pH ácido pelo bombeamento ativo de prótons através da membrana lisossômica.</p><p>Função: São responsáveis pela digestão intracelular de macromoléculas (proteínas, lipídios, carboidratos) provenientes de endocitose, autofagia (reciclagem de componentes celulares) e degradação de organelas celulares danificadas ou envelhecidas. Contribuem também na resposta imune celular, destruindo patógenos invasores.</p><p>5. Retículo Endoplasmático</p><p>Estrutura: O retículo endoplasmático (RE) é uma rede de membranas interconectadas que se estende do núcleo até a membrana plasmática, dividido em RE rugoso (olha o macete: R.E.R – esse último R é para te lembrar que ele tem ribossomos aderidos à sua superfície) e RE liso (se é liso... Não tem ribossomos).</p><p>Função:</p><p>RE Rugoso: Sintetiza proteínas destinadas à secreção, membrana plasmática ou organelas, transportando-as para o complexo de Golgi.</p><p>RE Liso: Sintetiza lipídios, metaboliza carboidratos, regula o nível de cálcio intracelular e desintoxica substâncias lipossolúveis, como drogas e toxinas.</p><p>Você acabou de ver todas as organelas presentes em uma célula animal! Sugiro que faça um mapa mental!</p><p>Saiba Mais</p><p>Olhem esse artigo, que maravilhoso!!! Ele traz uma importante atualização da participação da mitocôndria na doença de Alzheimer.</p><p>Mitochondria as Potential Targets in Alzheimer Disease Therapy: An Update, de Giovanna Cenini e Wolfgang Voos.</p><p>Mitochondria as Potential Targets in Alzheimer.pdf</p><p>Este artigo fala sobre o papel das proteínas produzidas pelos ribossomos e sua ação antimicrobiana.</p><p>Ribosomes: the new role of ribosomal proteins as natural antimicrobials, de Jessica J. Hurtado-Rios et al.</p><p>Ribosomes.pdf</p><p>image1.png</p><p>image2.png</p>