Membranas biológicas estão presentes em todas as células e
nessas formam uma interface entre os dois meios. São responsáveis pela
definição dos meios interno e externo, bem como das organelas presentes em
alguns tipos celulares. Apresentam também características bem diferentes em sua
composição e capacidades bem específicas como manter gradientes elétricos e
iônicos nos dois meios, são responsáveis por gerar e propagar informações
elétricas em células excitáveis, funcionam como receptores para hormônios e
drogas e outras muitas funções.
As membranas são formadas de uma bicamada lipídica, esta é
composta por fosfolipídios, colesterol, proteínas. Os fosfolipídios são
moléculas que possuem duas partes, denominados anfipáticos por possuírem as
cabeças polares (hidrofílicas) e suas caudas apolares (hidrofóbicas), na
presença de água essas moléculas se agrupam de maneira que seus componentes
hidrofóbicos fiquem voltados para dentro da bicamada e os componentes
hidrofóbicos voltados para o meio aquoso. Suas principais formas encontradas na
bicamada são a fosfatidilserina, fosfatidiletanolamina, fosfatidilcolina,
fosfatidilserina e esfingomielina.
Proteínas também estão presentes nas membranas biológicas são
responsáveis pelo transporte de
substancias, conexão com o citoesqueleto e com a matriz extracelular, ligação
com moléculas sinalizadoras na forma de receptores. Podem ser de diversos tipos
proteínas periféricas, proteínas ancoradas, proteínas integrais.
Singer e Nicolson em 1972 foram os primeiros a descrever a
membrana como um modelo de mosaico fluido. Nesse modelo é descrita a capacidade
dos fosfolipídios de realizarem diversos movimentos, desde rotação em seu
próprio eixo até movimentação lateral. Os fosfolipídios estão ligados apenas
por sua afinidade uns com os outros e também com proteínas, não apresentam
nenhuma ligação covalente que os una. A respeito da sua fluidez é dependente do
tipo de fosfolipídio que a compõe, seu grau de saturação. Quanto mais saturada
a membrana menor sua fluidez. Um outro fator que interfere na fluidez da
membrana é o teor de colesterol, sabe se que o colesterol é um tipo de lipídio
que compõe as membranas biológicas, da classe dos esteroides e sua estrutura é
bem rígida devido à grande quantidade de anéis esteroidais. Sua presença nas
membranas ocasiona uma relativa imobilização, com redução na permeabilidade à
água e componentes de baixo peso molecular.
Outro movimento que
acontece nas membranas biológicas é o “flip-flop”, que é a inversão e troca de
lado na monocamada, é um processo raro, controlado por uma enzima chamada de
flipase, um exemplo clássico é a externalização da fosfatidilserina, esse
evento é um sinalizador de morte celular por apoptose.
A bicamada também apresenta locais específicos, que são
microdomínios específicos onde estão presentes proteínas e lipídios
específicos, é uma região diferenciada das demais partes da membrana. Conhecidas
também como rafts, essas regiões concentram uma grande quantidade de colesterol
e esfingolipídios, e algumas proteínas específicas que não se encontram em
outras regiões da membrana. Estímulos nos receptores de membrana sinalizam os
rafts que começam a se agregar iniciando os processos de sinalização celular,
modificando até a estrutura da célula. Essas moléculas agrupadas tem capacidade
de realizar sinalizações de maneira mais rápidas que se estivessem dispersas na
membrana.
