O fosfolipídio: o muro das células

Continuando a série sobre Biologia Molecular, iremos falar neste artigo sobre o fosfolipídio, a estrutura básica que cerca as células de todos os seres vivos. Aqui discutimos sua importância, constituição e comentamos sobre a membrana plasmática

A membrana plasmática é formada, basicamente, por uma bicamada fosfolipídica, colesterol e por  proteínas e glicoproteínas entremeadas nessa estrutura fluida

         O fosfolipídio é o principal constituinte da membrana celular, uma estrutura que funciona como um grande cobertor à prova d'água. A membrana separa as reações químicas que ocorrem na célula das que ocorrem no meio extracelular. Sem o fosfolipídio também não teríamos muitas das organelas celulares. As organelas são compartimentos celulares especializados numa certa função. Por exemplo, a mitocôndria atua na formação de ATP, a forma de energia usada pela célula. Já o lisossomo tem como função a digestão intracelular. Os fosfolipídios formam membranas que isolam tais organelas do citosol, de modo que as reações químicas desempenhadas por ela ficam restritas. O processo acontece, então, de modo muito mais eficaz e organizado.

 

Estrutura de um fosfolipídio: há dois ácidos graxos, formando, cada um, uma reação de esterificação com o glicerol. A hidroxila "restante"do glicerol faz uma ligação com o fosfato, que, neste exemplo, tambem se liga à colina. Trata-se da fosfatidilcolina.

         Observando a molécula de um fosfolípidio, poderíamos compará-lo à um palito de fósforos. A "cabeça" do palito é formada pelo fosfato – um grupo eletricamente carregado. O fosfato é hidrófilo: tem carga negativa e, por isso, é atraído pelo pólo positivo da molécula de água. No entanto, a haste do palito é extremamente hidrófoba: são duas cadeias de ácido graxo.

         É a natureza mista do fosfolipídio que o torna uma excelente molécula para formar as membranas biológicas. Quando em água, os fosfolipídios se organizam em camadas duplas. As hastes, isto é, as moléculas de ácido graxo, ficam protegidas da água e interagem entre si. Enquanto isso, a cabeça do palito fica em contato direto com a água no interior e no exterior da célula. Outra vantagem é que os lipídios se movem no plano da membrana. O movimento aleatório, de um lado para o outro, dá fluidez à membrana. Ela é uma estrutura, portanto, flexível, podendo se reorganizar de acordo com as demandas da célula.

        

Representação de canal para potássio, em azul,
na membrana fosfolipídica, em vermelho. Quando
é fornecido ATP (representado por um "flash"), esses canais
funcionam por transporte ativo. Eles mantém uma
concentração de potássio maior no meio intracelular.
Se inativos (sem ATP), eles permitem a saída desses íons.

E a parte lipídica é uma excelente barreira. Todas as grandes moléculas da célula, como proteínas e ácidos nucleicos, ficam totalmente cercadas, pois não conseguem cruzar a membrana plasmática. Pequenas moléculas hidrofóbicas, como a de alguns gases, podem, contudo, cruzar a membrana. A película fluida que cerca todas as nossas células pode, então, exercer uma sev
era "fiscalização": pouca coisa consegue se espremer e atravessar as hastes hidrófobas.

         Mas uma barreira tão perfeita quanto essa não impediria que os nutrientes entrassem na célula? Também não é nada interessante que os metabólitos produzidos no interior não sejam excretados. Para resolver esse problema, as células produzem uma variedade de proteínas especializadas que ficam inseridas na membrana. Grande parte é transmembranar, isto é, essas proteínas fluem junto com o oceano lipídico e atravessam a membrana. A função delas é permitir a entrada e a saída de algumas substâncias. Por exemplo, há proteínas específicas para a entrada de água, chamadas de aquaporinas. Há também canais iônicos que continuamente bombeiam sódio para o exterior da célula.

          Esse é o modelo básico de uma membrana celular, tal como foi proposto originalmente por S. J. Singer e G. Nicholson, em 1972. Chama-se modelo do mosaico fluido. A membrana celular será estudada com mais detalhes na série sobre Citologia.