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PASSAGGIO ATTRAVERSO LA MEMBRANA, ScambioCapillari, membrana-plasmatica_3,…
PASSAGGIO ATTRAVERSO LA MEMBRANA
La membrana cellulare rappresenta un confine tra l'ambiente interno e l'ambiente esterno della cellula.
E' una struttura dinamica attraverso la quale passano sostanze che sono fondamentali per la vita della cellula.
TRASPORTO PASSIVO, non richiede consumo di energia e avviene secondo gradiente di concentrazione (le molecole passano da zone più concentrate a zone meno concentrate)
Diffusione semplice
le particelle di soluto si muovono dalla regione con maggiore concentrazione a quella a minore concentrazione fino a quando le 2 soluzioni raggiungono la stessa concentrazione.
esempio: sistema del trasporto dei gas che si verifica tra gli alveoli polmonari e i vasi sanguigni.
L'aria entra attraverso i bronchi e i bronchioli fino a raggiungere gli alveoli, all'interno dei quali, attraverso movimenti secondo gradiente delle molecole di ossigeno e anidride carbonica, l'ossigeno passa dall'alveolo al sangue e l'anidride carbonica passa dal sangue all'alveolo.
Diffusione facilitata
avviene nel caso di ioni e molecole polari che non possono attraversare liberamente il doppio strato fosfolipidico
Canali
Sono delle proteine trasmembrana che delimitano un poro interno caratterizzato dall'essere rivestito da amminoacidi polari, quindi chimicamente compatibili con la molecola o lo ione che sta passando. Il canale è avvolto esternamente da amminoacidi apolari.
Carrier (trasportatori)
Sono proteine di membrana che permettono il passaggio di amminoacidi o zuccheri (fruttosio, glucosio).
Esse si aprono e si chiudono per permetterne il passaggio
I trasposratori possono muovere sostanze chimiche in diverse direzioni (classificazione valida sia per il trasporto attivo che per il passivo)
cotrasporto (2 specie chimiche)
antiporto
le specie chimiche si muovono in direzione opposta
simporto
le specie chimiche si muovono nella stessa direzione
uniporto
singola direzione e il canale può trasportare solo una specie ionica
esempio: osmosi
è un meccanismo particolare di trasporto passivo che consiste nel movimento di acqua attraverso la membrana cellulare. In questo caso l'acqua si muove da una soluzione a minore concentrazione, ad una soluzione a maggiore concentrazione
in base alla concentrazione si distinguono soluzioni:
ipertoniche
concentrazione maggiore rispetto ad un'altra soluzione
se immergiamo una cellula essa si gonfia
ipotoniche
concentrazione minore rispetto ad un'altra soluzione
se immergiamo una cellula essa si raggrinsisce
isotoniche
soluzioni che hanno la stessa concentrazione
se immergiamo una cellula essa mantiene il proprio volume
TRASPORTO ATTIVO, necessita il consumo di energia (ATP) e avviene contro gradiente di concentrazione
L'energia può derivare da 3 processi diversi
accoppiamento con un'altra specie chimica
luce
idrolisi di una molecola di ATP
pompa sodio-potassio
è una proteina di membrana che idrolizza ATP per pompare attivamente sodio verso l'esterno della cellula e potassio verso l'interno contro gradiente di concentrazione
ciclo di attività
gli ioni sodio (Na+) vengono liberati all'esterno della membrana e la nuova forma del canale permette il legame di 2 ioni potassio (K+)
il rilascio del fosforo riporta il canale alla sua forma originaria e gli ioni di potassio (K+) vengono liberati all'interno della membrana cellulare
l'idrolisi dell'ATP (ADP+P) provoca un cambiamento di conformazione della proteina di membrana
3 ioni sodio e 1 molecola di ATP si legano alla pompa sodio-potassio
è presente in tutte le cellule in cui mantiene la corretta concentrazione intracellulare. Nelle cellule nervose e muscolari permette fenomeni importanti come la conduzione energetica nervosa e la conducibilità elettrica che è alla base della contrazione del muscolo cardiaco.
da sola consuma circa il 40% dell'energia cellulare
pompa protonica (H+/K+)
Il numero delle cariche pompate internamente ed esternamente è bilanciato (2 ioni H+ escono e 1 ioni K+ entrano)
ha una funzione imprtantissima a livello della mucosa gastrica. Essa elimina esternamente ioni H+ che acidificano l'ambiente gastrico.
carrier
permettono il passaggio delle molecole contro gradiente di concentrazione
es: trasportatori del glucosio (GLUT)
meccanismo del simporto (le specie chimiche si muovono nella stessa direzione)
il glucosio viene trasportato all'interno della cellula contro gradiente di concentrazione. L'energia necessaria a tale movimento viene ricavata dall'uscita contemporanea secondo gradiente di concentrazione di 2 ioni Na+ attraverso lo stesso trasportatore.
ciclo di attività Na+/glucosio
quando l'Na+ si lega al carrier il sito di legame per il glucosio diventa ad alta affinità e lega il glucosio
i substrati si legano determinando il cambiamento di conformazione del carrier che si apre verso il citoplasma
quando il carrier è aperto verso l'esterno ha un sito ad alta affinità per l'Na+ e uno a bassa affinità per il glucosio
l'Na+ viene rilasciato nel citoplasma e questo riporta la conformazione del sito di legame per il glucosio alla forma di bassa affinità in modo che anche il glucosio venga rilasciato
trasporto attivo di grandi molecole
esocitosi (particelle in uscita)
può avvenire in modo
costitutivo
continuamente a livello della cellula
regolato
la cellula è in grado di far uscire specifiche sostanze solo quando essa è stimolata a farlo
endocitosi (particelle in entrata)
processo attraverso il quale la membrana forma una cavità nella quale sono presenti macromolecole o aggregati sovramolecolari. Successivamente la membrana si chiude formando una vescicola la quale alla fine si distacca dalla membrana stessa.
pinocitosi
quando all'interno della cellula viene portata una grande quantità di liquido
i liquidi contenuti nelle vescicole vengono trasferiti lentamente nel citosol, in questo modo esse diventano sempre più piccole fino a scomparire
fagocitosi
quando all'interno della cellula vengono portate particelle di grandi dimensioni o intere cellule (utilizzata dai protozoi per ingerire particelle di cibo)
i macrofagi (cellule immunitarie) sono in grado di introdurre batteri, virus e particelle di vetro, fibre, amianto o catrame
fasi
il batterio viene rivestito d una evaginazione della membrana che si richiude a formare una vescicola di fagocitosi
in seguito all'ingresso all'interno della cellula il fagosoma si fonde con un lisosoma originando un fagolisosoma
il batterio all'interno del fagolisosoma viene digerito dagli enzimi idrolitici lisosomiali
endocitosi mediata da recettore
quando all'interno della cellula vengono portate delle macromolecole in seguito al legame specifico tra la molecola stessa e il relativo recettore che si trova sulla superficie cellulare
si forma un'invaginazione della membrana citoplasmatica e le vescicole che si formano sono rivestite da particolari molecole, dette clatrine. che formano una specie di canestro intorno alla vescicola guidando la formazione di una struttura di forma ben definita.
Sulla superficie extracellulare sono presenti i recettori che sono le molecole chiave che innescano il processo di invaginazione.
struttura della membrana
è formata d un doppio strato di fosfolipidi (code idrofobe e teste idrofile), da colesterolo (garantisce fluidità alla membrana) e da proteine (semplici, glicoproteine o proteine coniugate a lipidi) che possono essere inserite solo in parte o attraversare completamente la membrana.
Alcune sostanze possono attraversare direttamente la membrana (molecole idrofobiche, gas e piccole molecole polari), altre invece la attraversano tramite trasporto attivo o passivo (grosse molecole polari, molecole cariche).
