Trasporto
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Le membrane biologiche sono
selettivamente permeabili
• Più una molecola è
piccola e solubile nei
lipidi e più facilmente
attraversa la
membrana
• Molecole grosse e
polari non diffondono
attraverso la
membrana
Piccole molecole
idrofobiche
O2, CO2
N2
Benzene
Piccole molecole
polari neutre
H2 O
Glicerolo
Etanolo
Grosse molecole
polari neutre
Amminoacidi
Glucosio
Nucleotidi
Ioni
H+, Na+,
HCO3K+, Ca2+,
Cl-, Mg2+
Permeabilità di membrana
– Le piccole molecole non polari (O2,CO2,
N2, etc.) attraversano rapidamente la
membrana
• Permeabilità ai gas necessaria per la
respirazione cellulare
– Ioni e molecole non cariche non
diffondono per niente
– Molecole polari neutre, diffondono
rapidamente se sono piccole abbastanza
H2O
Etanolo
Glicerolo
Veloce----------------------Lento
Diffusione
• Movimento delle particelle dalla zona a concentrazione
più alta a quella a concentrazione più bassa, fino a
raggiungere una condizione d’equilibrio
• Nei sistemi biologici equilibrio non viene mai raggiunto
• CO2 prodotta durante la respirazione diffonde rapidamente e
viene rimossa dal circolo sanguigno e non rientra
Osmosi
• Movimento di acqua
attraverso una
membrana
selettivamente
permeabile
• Da una regione a
concentrazione
maggiore ad una a
concentrazione minore
• Pressione Osmotica
Osmosi
[Soluto] in A
Maggiore
Minore
Uguale
[Soluto] in B
Minore
Maggiore
Uguale
Tonicità
A Ipertonica
B Ipotonica
B Ipertonica
A Ipotonica
A e B sono
Isotoniche
Direzione del
movimento
B -> A
A -> B
Nessun
movimento
Tipi di Trasporto
• Trasporto Passivo
– Diffusione Semplice e Facilitata
– Segue il gradiente di concentrazione
– Le molecole si muovono “in discesa libera”
• Trasporto Attivo
– Muove un soluto contro un gradiente di
concentrazione
– Richiede enzimi e consumo di energia (ATP)
• Trasporto Vescicolare
– Invaginazioni delle membrane per formare le
vescicole
Proteine di trasporto
• Trasportano molecole solubili in acqua
• Proteine Carrier
– Trasportano ioni
– Devono subire un cambiamento
conformazionale
– Controllate sia da stimoli esterni sia
dalle condizioni interne della cellula
• Proteine Canale
– Formano un poro idorfilico, specifico per
determinati ioni
• Acquaporine, trasporto rapido dell’acqua
Proteine Carrier
• Nella Diffusione Facilitata rendono la membrana
permeabile a ioni e molecole polari
• Movimento sempre secondo gradiente di
concentrazione
– Glucosio permeasi dei globuli rossi
• Glucosio fosforilato, non riattraversa la membrana
• Non contribuisce al gradiente, glucosio entra rapidamente
Concentrazione
bassa di soluto
Concentrazione
alta di soluto
TRASPORTO SPECIALIZZATO
• Diffusione Facilitata
– Molecole non liposolubili
e non in grado di
attraversare le
membrane
– Proteine Canale
• Trasportatori di
membrana
– Diffusione favorita dal
gradiente di
concentrazione
– Trasporto passivo
• Non consuma energia
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Trasporto Attivo
• Trasporto contro gradiente di
concentrazione
• Cellula richiede alcune sostanze a
concentrazione più alta rispetto
all’esterno
• Proteine che “pompano” le particelle
utilizzando energia (ATP)
• Pompa Sodio-Potassio (Na-K)
TRASPORTO SPECIALIZZATO
• Trasporto Attivo
– Proteine di
membrana
specializzate
– Selettivo
– Saturabile
– Richiede energia
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Pompa
Sodio-Potassio
• Presente in tutte
le cellule
• Gruppo di proteine
che sfruttano una
molecola di ATP
• 3 Na out/2 K in
• Interno della
cellula carico
negativamente
• Crea un Potenziale
di Membrana
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Pompe Ioniche
• Sono proteine trans-membrana
• Lavorano modificando la loro
conformazione
• Regolano la pressione osmotica della
cellula
• Producono energia per attivare il
trasporto attivo di altre sostanze,
Fenomeni di co-trasporto
Trasporto Secondario
• 3 tipi diversi
• Nel trasporto secondario non viene
speso direttamente ATP, ma viene
sfruttata la differenza di potenziale
elettrochimico creata dai trasportatori
attivi che pompano ioni al di fuori della
cellula
– Uniporto, Antiporto e Simporto
• Uniporto
– Una sola sostanza che si muove sfruttando la
differenza di potenziale
• Antiporto
– Trasporto contemporaneo di due specie ioniche o di
altri soluti che si muovono in direzioni opposte
attraverso la membrana
• Una secondo gradiente l’altra contro gradiente
• Simporto
– Flusso di un soluto secondo gradiente per muovere
un'altra molecola contro gradiente ma il movimento
avviene in questo caso attraversando la membrana
nella stessa direzione
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Co-Trasporto
• Na+/K+-ATPasi
mantiene basso il
Na intracellulare
• Richiamo Na+
dall’esterno,
attraverso
cotrasportatore
Na+/Glucosio
• Diffusione
facilitata nel
sangue
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Trasporto Vescicolare
• Formazione di vescicole dalla
membrana che muovono sostanze
dentro e fuori dalla cellula
• Esocitosi
– Trasporto al di fuori della cellula
• Endocitosi
– Trasporto all’interno della cellula
Esocitosi
• Prodotti di scarto
• Particolari prodotti
di secrezione
Ormoni
• Fusione delle
vescicole con la
membrana
plasmatica
determina
Accrescimento
Endocitosi
• Fagocitosi
– Letteralmente: la cellula si nutre
– Particelle di materiale > 250 nm
– Alcune cellule sono più brave di
altre
• Neutrofili (globuli bianchi)
• Macrofagi
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Endocitosi
• Endocitosi mediata da
recettore
– Importo specifico di molecole
(Ligandi) legate a proteine di
membrana (Recettori)
– Creazione di vescicole rivestite
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Endocitosi
• Pinocitosi
– Letteralmente: la cellula beve
– Importo di fluidi che vengono
rilasciati nel citosol
Pinocitosi nelle cellule endoteliali
•Facilmente osservabile nelle cellule
endoteliali dei capillari continui
• Muscolo, connettivo, ghiandole esocrine e
tessuto nervoso (minor numero di vescicole a
causa della barriera emato-encefalica)
•Trasporto di macromolecole in entrambe
le direzioni
•Le vescicole pinocitotiche posso
attraversare al cellula in 2-3 minuti
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