Què és?

La membrana plasmàtica és una bicapa lipídica que delimita la cèl·lula.

Composició

Imatge fosfolípid

Imatge membrana cel·lular de fosfolípids

Imatge tipus de moviment dels fosfolípids

Imatge del colesterol en la membrana

Imatge tipus de proteïnes en la membrana

Imatge dels diferents fosfolípids en la membrana:

Imatge del glicocàlix microscopi òptic:

 Imatge transport passiu 

Imatge transport actiu

Imatge exocitosi

Imatge endocitosi

FUNCIONS DELS LÍPIDS

Intervenen en una major proporció en la composició de les membranes. 

Fosfolípids:

Constitueixen l'estructura bàsica de les membranes. Estan formàdes per un cap hidòfil o polar i dues cues hidròfobes o apolars, són molècules amfipàtiques.

Aquesta característica fa que els fosfolípids es disposin amb els caps hidròfils en contacte amb el medi aquós i amb les cues hidròfobes en oposició amb aquest medi.

Les cues apolars estan formades per una cadena dàcids grassos saturada, que vol dir que presenta enllaços dobles per lo qual no presenta ninguna desviació; i per una altra cadena d'àcids grassos saturades. Aquesta última presenta desviacions o colzes, donant lloc a una lleugera curvatura que té l'importància per a l'acoblament dels lípids a l'hora de formar l'estructura de la membrana.

L'estructura que formen els fosfolípids no és rígida, ja que aquestes molècules poden presentar moviment. Això permet que la cèl·lula pugui fer diferents moviments. Com per exemple augmentar el seu tamany, reduir-lo. Això es pot veure en les cèl·lules dels múscols.

• Difusió lateral: En aquest moviment, un fosfolípid intercanvia la seva posició amb un altre que està situat en la mateixa monocapa, mitjançant un moviment lateral.
• Rotació de fosfolípids: Els fosfolípids giren sobre el seu eix longitudinal.
  
• Flexió de les cadenes hidrocarbonades: Els fosfolípids augmenten o disminueixen el grau de separació de les cues hidròfobes.
• Flip-Flop: Un fosfolípid es desplaça verticalment i ocupa un lloc en la monocapa oposada. Aquest tipus de moviment és molt poc probable.

Aquest moviments intervenen en els mecanismes de transport de substàncies a través de la membrana.

Sovint els lípids estan units a glúcids i formen glicolípids. Aquests es situen a la part exterior de les membranes i poden representar fins al 5% del total de lípids de la membrana en les cèl·lules animals. El tipus de glicolípids que podem trobar en la membrana varia segons l'espècie i fins i tot en el tipus de teixit analitzat.

VIDEO MOVIMENT DELS FOSFOLÍPIDS EN LA MEMBRANA

Colesterol:

Es troba en una proporció del 20% en les membranes de les cèl·lules eucariotes.

Les molècules de colesterol es disposen de forma intercalada entre els fosfolípids. El colesterol regula la fluïdesa de la membrana plasmàtica i la manté tan constant com és possible. Si no fos pel colesterol, les membranes serien molt rígides, i quan és pogués, serien excesivament fluides. Per tant, el colesterol augmenta l'estabilitat mecànica de la bicapa.

Proteïnes:

Les proteïnes estan inserides en la bicapa lipídica. Moltes s'uneixen a glúcids i formen glicoproteïnes.

Són les encarregades de la major part de les funcions biològiques que desenvolupen les membranes, participen en: reaccions energètiques, intercanvis a través de les membranes... Per això moltes d'aquestes proteïnes són enzims com per exemple l'ATPasa.

Tipus de proteïnes:

• Proteïnes transmembranoses o proteïnes integrals:

Són aquelles proteïnes que travessen completament la membrana i en sobresurten per les dues cares.

Aquestes proteïnes tenen aminoàcids hidròfils a les zones que sobresurten a l'exterior i a l'interior de la cèl·lula. A la part intermèdia de la molècula s'hi situen majoritariament aminoàcids hidròfobs.

• Proteïnes perifèriques o extrínseques:

Són aquelles proteïnes que no travessen l'estructura de la membrana i sobresurten per una de les dues cares i es poden separar fàcilment de la membrana.

Les proteïnes de la membrana tenen una certa capacitat de moviment, poden fer una difusió lateral al llarg de la membrana i una rotació.

ESTRUCTURA DE LA MEMBRANA

FUNCIONS DE LA MEMBRANA

La membrana manté la integritat estructural de la cèl·lula. A part d'això, també te dues funcions bàsiques:

• El transport de substàncies a través seu.
• Els contactes entre les cèl·lules.

Transport de substàncies a través de la membrana:

Per a poder dur a terme totes les funcions metabòliques que s'esdevenen en les cèl·lules, ha d'intercanviar substàncies amb el medi exterior.

Hi ha diversos mecanismes de transport:

• Transport de molècules petites: N'hi ha de dos tipus, el transport passiu i el transport actiu.

TRANSPORT PASSIU

Difusió simple: Algunes molècules petites i sense càrrega electroquímica, es difonen ràpidament a través de la bicapa lipídica, a favor del seu gradient de concentració. El pas es produeix aprofitant les obertures que hi apareixen a causa del desplaçament dels fosfolípids.

Difusió facilitada: Les molècules que no poden travessar la bicapa passen a través de la membrana, a favor del gradient electroquímic o concentració, mitjançant proteïnes transmembranoses. Poden ser: proteïnes de canal, que formen porus aquosos pels quals passen alguns soluts; i proteïnes transportadores que s'uneixen a la substància que s'ha de transportar i pateixen un canvi de conformació per tal de permetre el pasde la substància a través de la membrana.

TRANSPORT ACTIU

Es produeix en contra del gradient de concentració o del gradient electroquímic de les substàncies i, per aquest motiu, requereix energia.

Aquest tipus de transport es duu a terme mitjançant proteïnes transmembranoses, que hidrolitzen ATP per obtenir energia i que, alhora, alteren la seva conformació espacial per efectuar el transport.

Aquest tipus de transport iònic a través de les membranes té una importància extraordinària, ja que origina fenòmens com ara la contracció muscular, el potencial de la membrana... 

El transport es duu a terme mitjançant unes vesícules envoltades de membrana plasmàtica, a l'interior dels quals hi ha les substàncies que han d'entrar a la cèl·lula i sortir-ne.

Les vesícules conserven la asimetria de la membrana plasmàtica, presenten al interior de la vesícula la mateixa cara de la membrana que s'enfronta al medi extracel·lular.

Exocitosi: Succeeix quan una macromolècula o una partícula ha de passar de l'interior a l'exterior de la cèl·lula. Les vesícules que es formen en aquest cas reben el nom de vesícules secresores. Es desplacen fins a la membrana plasmàtica , s'hi fusionen i aboquen el seu contingut al medi extracel·lular.

N'hi han dos tipus de exocitosi:

- Les vesícules es formen de manera regular en la cèl·lula i no fa falta cap estímul per abocar el seu contingut a l'exterior.

- Les vesícules es produeixen i alliberen el seu contingut només quan la cèl·lula és estimulada.

Endocitosi: És un procés d'incorporació de substàncies a la cèl·lula. Quan es produeix la invaginació i es forma la vesícula, aquesta conté una quantitat de substància superior a la que podria penetrar en la cèl·lula si no es produís una concentració prèvia.

- Quan les vesícules assoleixen un diametre superior als 150 nm i contenen partícules grans, es parla de fagocitosi. Aquest procés s'esdevé amb cèlul·les amb un cert grau d'espezialització, com ara alguns protozous.

- Si les vesícules tenen un diàmetre inferior als 150 nm i contenen fluids, es parla de pinocitosi. Aquest procés és molt comú en tota mena de cèl·lules.

VIDEO DEL TRANSPORT DE SUBSTÀNCIES A TRAVÉS DE LA MEMBRANA

CONTACTE ENTRE LES CÈL·LULES

Les cèl·lules dels organismes pluricelulars s'uneixen entre elles formant teixits. Aquestes unions són realment importants degut a que donen consistència als éssers vius, i fins i tot poden facilitar activitats cel·lulars. En aquestes unions intervenen moltes proteïnes i altres components del citoplasma cel·lular.

Els contactes entre les cèl·lules poden ser:

Unions d'oclusió

Són contactes que segellen els límits de les cèl·lules mitjançant proteïnes. D'aquesta manera s'evita que passin substàncies a través de l'espai que hi ha entre les cèl·lules. 

Unions d'ancoratge

Són contactes que fixen la posició d'una cèl·lula repecte d'una altra o bé respecte el medi extracel·lular. Aquestes unions s'estableixen mitjançant proteïnes específiques de l'interior de la cèl·lula i glicoproteïnes de la membrana. També hi participen filaments del citoesquelet cel·lular. Aquest tipus d'unió són abundants en teixits que resisteixen esforços mecànics importants, com ara les fibres musculars cardíaques.

Unions de comunicació

Són contactes que faciliten la comunicació entre cèl·lules veïnes, com bé diu el seu nom.

Es creu que aquesta unió es deguda a proteïnes transmembranoses. Faciliten els intercanvis ràpids de substàncies entre les cèl·lules de manera que possibiliten un funcionament més o menys sincronitzat de poblacions cel·lulars. Són molt abunbdants ent tota mena de teixits animals.

VIDEO TIPUS DE UNIONS CEL·LULARS