La membrana cellulare è selettivamente permeabile: riesce ad individuare e a
riconoscere, nell’ambiente esterno , le sostanze che devono entrare nel
citoplasma e allo stesso tempo, è capace di espellere le sostanze di scarto del
metabolismo conservando l’equilibrio chimico dei liquidi cellulari.
I diversi processi che regolano il passaggio delle sostanze attraverso la
membrana possono essere di tipo passivo e attivo.
• Le sostanze si spostano dalla zona a maggiore
concentrazione a quella a minore concentrazione ,senza
consumo di energia,sino al raggiungimento
dell'equilibrio. Rientrano in questa tipologia la diffusione
semplice, la diffusione facilitata e l’osmosi.
• La diffusione semplice è tipica di molecole
piccole e apolari , come N2, O2 e CO2, che
riescono a passare tra le maglie lipidiche
grazie alla spinta del solo gradiente di
concentrazione. Anche l’acqua attraversa la
membrana per diffusione semplice, le sue
piccole dimensioni pur essendo polare ne
favoriscono il passaggio. Trasporto di
ossigeno e CO2.
O2
O2
diffusione
Controllo del pH
Shift del cloro
• La diffusione facilitata è simile alla diffusione semplice,
ma coinvolge proteine di membrana : le proteine
canale e le proteine vettrici (trasportatrici) .Le proteine
canale permettono il passaggio di piccole molecole
polari come ad esempio le acquoporine ,proteine
canale dei batteri , che facilitano il passaggio delle
molecole di acqua. Le proteine vettrici riconoscono e
legano molecole specifiche,grazie alla
complementarietà della forma,perciò sono proteine
selettive per una particolare sostanza. E' questa la
modalità di trasporto del glicerolo e dell'etanolo. La
diffusione facilitata dipenderà oltre che dalla
concentrazione anche dal numero delle proteine
canale o vettrici.
• L'osmosi è il passaggio di acqua attraverso una membrana
semipermeabile ,da una soluzione a minore concentrazione ad una
soluzione a maggior concentrazione, ristabilendo l’equilibrio tra le
due soluzioni.
• La membrana plasmatica è semipermeabile,cioè risulta permeabile
all'acqua ma non alle molecole disciolte nei liquidi cellulari o
extracellulari.
In base alle condizioni di concentrazione sono
distinguibili tre diversi casi:
•
•
•
I processi di tipo attivo avvengono con consumo di energia, permettono il trasferimento
delle sostanze contro gradiente di concentrazione,sono trasporti non
equilibranti,mantengono le differenze di concentrazioni tra l'interno e l'esterno della
cellula.
Il trasporto attivo è mediato da proteine di membrana specifiche,dette proteine
“carriers”,che riconoscono in modo selettivo e complementare il substrato e ne
permettono il trasferimento dalla parte opposta. E'questa la modalità di trasporto degli
ioni(Na+,,K+,Cl-, Ca++ecc.),e molecole idrosolubili, polari(AA,corte catene
peptidiche,carboidrati ,ecc.).
Due particolari forme di trasporto attivo sono: l’endocitosi e l’esocitosi.
• Endocitosi: la membrana
plasmatica avvolge il materiale da
introdurre, trasportandolo all’interno
della cellula in strutture vescicolari
derivate dalla membrana stessa. Si
distinguono due forme: la fagocitosi
e la pinocitosi.
• Esocitosi: le vescicole
membranose formatesi a livello dei
sistemi di membrana interni, come
l’apparato di Golgi, si fondono alla
membrana plasmatica, scaricando
all’esterno il proprio contenuto. Con
questo meccanismo le cellule
possono trasportare all' esterno
varie molecole come i
neurotrasmettitori o altri prodotti
cellulari o scarti metabolici .
•
•
La fagocitosi permette l’ingresso di strutture
molto grosse per mezzo dell’espansione della
membrana verso l’esterno e la formazione di
vescicole o di vacuoli alimentari. Questi ,una
volta all'interno del citoplasma, si uniscono ai
lisosomi,che effettuano la demolizione delle
macromolecole presenti.
La pinocitosi assicura invece l’assunzione di
goccioline di liquidi extracellulari, contenenti ioni e
piccole molecole, attraverso l’introflessione di
vescicole di piccole dimensioni.
Un terzo tipo di endocitosi è l'endocitosi mediata da
recettori,che consente l'ingresso di molecole
specifiche che si legano ai recettori di
membrana,formando un complesso proteina recettore che attiva l'endocitosi.
Progetto: “Aiutami a conoscere”
Disciplina: Biologia
Autori attività: Fella, Tricarico, Parlangeli e Totaro.
Docente: Perrone Vita