È constituída por uma dupla camada fosfolipídica. As porções polares dos fosfolípidos contactam o solvente aquoso e as suas longas porções hidrofóbicas situam-se no interior da membrana, longe da água. Na membrana encontram-se proteínas de dois tipos:
periféricas - encontram-se associadas à superfície da membrana, normalmente por interacções não covalentes. Não atravessam a membrana. Muitas vezes podem ser removidas por tratamento das membranas com concentrações crescentes de sal, que enfraquecem as ligações iónicas entre estas proteínas e os fosfolípidos e/ou outros componentes membranares. integrais - encontram-se profundamente embebidas na membrana, atravessando-a e contactando simiultaneamente com o citoplasma e com o meio extracelular. A sua remoção exige a utilização de detergentes.
A pH fisiológico, as macromoléculas que se encontram no Fluido IntraCelular (FIC) possuem na sua quase totalidade carga negativa. Para contrabalançar estas cargas negativas, o FIC possui também elevadas concentrações de catião potássio (K+). A grande concentração destes solutos no FIC significa que se o Fluido ExtraCelular (FEC) não contivesse solutos, haveria uma grande tendência para a água se mover do FEC para o FIC, provocando aumento do volume celular para além da elasticidade da membrana, i.e., ruptura membranar e consequente morte da célula (choque osmótico). O FEC deve possuir portanto solutos em quantidade suficiente para evitar a ocorrência de choque osmótico. Os solutos mais abundantes no FEC são o catião sódio (Na+) e o anião cloreto (Cl-). No entanto, os iões inorgânicos têm uma certa facilidade em atravessar a membrana, e portanto existe uma tendência para as suas concentrações se tornarem iguais no FEC e no FIC. Como as macromoléculas não atravessam facilmente a membrana e ficam retidas dentro da célula isto significa que na situação de equilíbrio existe maior concentração de solutos no FIC do que no FEC, o que mais uma vez provoca choque osmótico. A célula deve portanto possuir mecanismos que evitem o choque osmótico. Em células animais, existe uma proteína cuja função é manter as concentrações de iões inorgânicos longe da posição de equilíbrio, evitando assim a sua acumulação no FIC e posterior choque osmótico: a bomba de Na+/K+ ( Na+-K+ ATPase). A bomba de Na+/K+ é uma proteína mebranar cuja função é expulsar Na+ do FIC e recolher K+ do FEC. Para realizar este trabalho é necessária energia, porque a proteína vai ter de transportar os iões de zonas em que se encontram em baixas concentrações para zonas em que se encontram em grandes concentrações, i.e. contra a sua “tendência natural”. Esta energia é fornecida pelo ATP. O mecanismo da bomba é o seguinte:
Na+ liga-se à proteína na face citoplasmática da bomba. ATP fosforila a bomba, induzindo uma mudança conformacional. Na nova conformação, o Na+ fica voltado para o FEC e não para o FIC. A proteína perde afinidade para o sódio, que se desliga e se difunde no FEC. Nesta nova conformação, a bomba tem grande afinidade para o K+, que se liga à proteína na face extracelular da bomba. A proteína é desfosforilada, voltando à conformação inicial, com baixa afinidade para o potássio e com os locais de ligação de iões voltados para o citoplasma. O K+ difunde-se então para o FIC, e o ciclo reinicia-se. O processo gasta bastante energia (cerca de 1/3 do ATP total produzido pela célula em alguns casos), e tem como resultado a translocação de 3 mol Na+ para o FEC e de 2 mol de K+ para o FIC por cada mol de ATP hidrolizada. Além da sua óbvia utilidade na manutenção do volume celular, os gradientes de Na+ e K+ têm também outras funções, p.ex. a transmissão do impulso nervoso em células nervosas e o fornecimento de energia para transporte activo.
Fonte: www2.ufp.pt
