Por Dr. David Warmflash • Atualizado em 30 de agosto de 2022

A membrana celular serve como uma barreira seletiva, isolando o ambiente intracelular do mundo aquoso circundante. A vida evoluiu na água, por isso as células precisavam de um mecanismo para separar o seu interior hidrofílico dos componentes hidrofóbicos que constituem a membrana. Essa necessidade deu origem à bicamada lipídica, estrutura que protege e regula o fluxo das moléculas.

Moléculas hidrofóbicas vs. hidrofílicas

Moléculas grandes compostas quase inteiramente de carbono e hidrogênio – como gorduras, óleos e ceras – são apolares ou hidrofóbicas. Na água, eles tendem a se agrupar, formando gotículas oleosas. Em contraste, moléculas contendo oxigênio, nitrogênio ou fósforo carregam cargas positivas e negativas distintas, tornando-as polares. Como a própria água é polar, estas moléculas dissolvem-se facilmente, o que lhes valeu o rótulo de “hidrofílicas” ou “amantes da água”.

Fosfolipídios:os blocos de construção anfifílicos

Os fosfolipídios são anfifílicos, o que significa que possuem regiões hidrofóbicas e hidrofílicas. Sua espinha dorsal é o glicerol, uma cadeia de três carbonos que une caudas de ácidos graxos por meio de ligações éster. Quando um grupo fosfato se liga ao terceiro carbono, a molécula se torna um fosfolipídio. O fosfato geralmente está ligado a um grupo de cabeça altamente polar – como a colina na fosfatidilcolina – enquanto as duas caudas de ácidos graxos permanecem hidrofóbicas.

Variedades de Fosfolipídios

Todos os fosfolipídios compartilham a cauda hidrofóbica e a cabeça polar, mas diferem no comprimento da cadeia de ácidos graxos e na química do grupo de cabeça. Por exemplo, a fosfatidilcolina contém uma cabeça de colina, enquanto a fosfatidiletanolamina carrega um grupo etanolamina. Essas variações influenciam a fluidez da membrana, a curvatura e as interações proteicas.

Síntese no Retículo Endoplasmático

Nas células eucarióticas, os fosfolipídios são montados no citoplasma adjacente ao retículo endoplasmático (RE). As enzimas ligadas ao RE catalisam a adição de ácidos graxos às estruturas do glicerol, formando vesículas que se desprendem e se fundem com a membrana plasmática, depositando assim novos fosfolipídios e expandindo a superfície da membrana.

De micelas a uma bicamada trilaminar

Quando a concentração de fosfolipídios é baixa, as moléculas se agregam em micelas – uma esfera com cabeças hidrofílicas voltadas para fora, em direção à água, e caudas hidrofóbicas para dentro. À medida que a concentração aumenta, os fosfolipídios se reorientam em uma bicamada:dois folhetos de fosfolipídios, cada um com cabeças hidrofílicas voltadas para fora e caudas hidrofóbicas voltadas uma para a outra no núcleo da membrana. Este arranjo cria três camadas funcionais – camada externa da cabeça, núcleo interno da cauda e camada interna da cabeça – daí o termo “trilaminar”.

O modelo trilaminar é fundamental para entender como as células mantêm a homeostase, regulam o transporte e sinalizam interna e externamente.