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Membrana Plasmatica e Trasporto Cellulare - Coggle Diagram
Membrana Plasmatica e Trasporto Cellulare
Struttura e Organizzazione della Membrana
La membrana plasmatica è una struttura dinamica e semipermeabile che delimita la cellula, basata sul modello del mosaico fluido
Doppio Strato Fosfolipidico
Disposizione spontanea dovuta all'anfipaticità dei fosfolipidi (teste polari idrofile rivolte verso l'esterno; code apolari idrofobe all'interno)
Colesterolo
Molecola anfipatica intercalata tra gli acidi grassi. Stabilisce un tampone di fluidità (riduce la fluidità ad alte temperature e impedisce la cristallizzazione a basse temperature)
Zattere Lipidiche (Lipid Rafts)
Microdomini di membrana arricchiti in sfingolipidi, colesterolo e specifiche proteine di membrana. Hanno una struttura più rigida e spessa e fungono da piattaforme per la trasduzione del segnale e il traffico vescicolare
Glicocalice
Rivestimento esterno formato dalle catene oligosaccaridiche collegate a lipidi (glicolipidi) e proteine (glicoproteine). Svolge funzioni di protezione meccanica/chimica e riconoscimento cellulare
Trasporto Passivo (Secondo Gradiente, ΔG<0)
Non richiede energia metabolica; i soluti si muovono da una zona a maggiore concentrazione verso una a minore concentrazione
Diffusione Semplice
Movimento libero attraverso il doppio strato lipidico secondo gradiente
Molecole ammesse
Piccole molecole apolari molecole steroidee e piccolissime molecole polari non cariche (es. idratazione residua di urea o etanolo).
Cinetica
Lineare; la velocità aumenta proporzionalmente alla concentrazione
Diffusione Facilitata
Richiede proteine di membrana per consentire il passaggio di molecole polari o cariche che non possono attraversare il nucleo idrofobo
Canali Ionici
Proteine transmembrana a poro centrale altamente selettive per carica e dimensione Possono essere regolati da voltaggio, ligando o tensione meccanica
Acquaporine
Canali proteici specifici per il trasporto rapido di acqua (osmosi)
Proteine Carrier (Trasportatori)
Proteine che legano il soluto su un lato della membrana, subiscono un cambio conformazionale e lo rilasciano dall'altro lato (es. trasportatori GLUT per il glucosio)
Sistemi di Trasporto da Carrier
Trasporto Attivo (Contro Gradiente, ΔG>0)
Richiede consumo di energia per spostare sostanze contro il loro gradiente di concentrazione o elettrochimico
Trasporto Attivo Diretto (Primario)
L'energia proviene direttamente dall'idrolisi dell'ATP
Pompe di Tipo P
Subiscono fosforilazione autocatalitica durante il ciclo di trasporto
es.pompa sodio potassio ATPasi:
Espelle 3 Na+dalla cellula e introduce 2 K+ drolizzando 1 ATP. Mantiene l'asimmetria ionica e il volume cellulare, ed è elettrogenica (perde 1 carica positiva ad ogni ciclo
es.Pompa Ca2+ ATPasi (SERCA)
Sequestra calcio nel RER/REL o all'esterno della cellula
Pompe di Tipo V (Vacuolari)
Pompe protoniche H+ che acidificano il lume di lisosomi, endosomi e vescicole
Pompe di Tipo F
Funzionano al contrario come ATP-sintasi nei mitocondri, usando il gradiente protonico per produrre ATP
Trasportatori ABC (ATP-Binding Cassette)
Utilizzano 2 domini di legame per l'ATP per trasportare vari substrati (es. la proteina CFTR responsabili della fibrosi cistica o le pompe MDR per l'efflusso di farmaci antitumorali)
Trasporto Attivo Indiretto (Secondario)
Non consuma direttamente ATP. Sfrutta l'energia potenziale accumulata da un gradiente ionico generato in precedenza da un trasporto attivo primario
Trasporto Vescicolare (Endocitosi ed Esocitosi)
Endocitosi
Fagocitosi
Ingestione di grandi particelle o microorganismi tramite pseudopodi (es. macrofagi
Pinocitosi
Ingestione aspecifica di fluidi ed elementi extracellulari disciolti
Endocitosi Recettore-Dipendente
Ingresso selettivo guidato dal legame con recettori di membrana e mediazione di Clatrina (es. assunzione di colesterolo via LDL)
Esocitosi
Fusione di vescicole interne con la membrana plasmatica per rilasciare il contenuto nell'ambiente extracellulare (es. neurotrasmettitori, ormoni)
Potenziale di Membrana e Potenziale d'Azione
Tutte le cellule mantengono una differenza di potenziale elettrico ai capi della membrana plasmatica
Cellula a Riposo
Potenziale di Riposo:l citosol è carico negativamente rispetto all'esterno
attività della pompa sodio\potassio
Presenza di canali passivi per il K+ sempre aperti
Fasi del Potenziale d'Azione
Eventi elettrici stereotipati e rapidi generati nelle cellule eccitabili (neuroni, cellule muscolari)
Depolarizzazione
Ripolarizzazione
Iperpolarizzazione Posticipata
Ripristino dello Stato di Riposo
Trasmissione Sinaptica (Integrazione del Ca2+)
Il potenziale d'azione viaggia lungo l'assone fino al terminale presinaptico
La depolarizzazione provoca l'apertura dei canali del Ca2+ voltaggio-dipendenti
L'ingresso massivo di Ca2+ innesca la fusione (tramite le proteine SNARE) delle vescicole sinaptiche con la membrana presinaptica
Il neurotrasmettitore rilasciato per esocitosi nella fessura sinaptica si lega ai recettori post-sinaptici, inducendo una nuova risposta elettrica o chimica