Concetti Chiave
- La membrana plasmatica è cruciale per lo scambio di materiali, il mantenimento dell'equilibrio ionico e la trasmissione di informazioni.
- Gli ioni attraversano la membrana mediante trasporto passivo, attivo primario e secondario, mentre molecole più grandi usano la diffusione facilitata o l'endocitosi.
- Il gradiente di concentrazione e il gradiente elettrico influenzano il trasporto ionico attraverso canali selettivi nella membrana.
- Il turnover cellulare varia tra i tessuti, con il sangue che mostra un alto potenziale rigenerativo, mentre cervello e cuore ne hanno uno basso.
- La rigenerazione tissutale è bilanciata dall'apoptosi, con le cellule staminali che supportano il turnover cellulare secondo le esigenze del tessuto.
Indice
Importanza della membrana plasmatica
Alterazioni della membrana plasmatica possono determinare una serie di gravi patologie. La membrana è infatti fondamentale sia per il continuo scambio di materiale con l’ambiente circostante, sia per mantenere l’equilibrio ionico, ma anche per trasmettere delle informazioni attraverso l’entrata o l’uscita di specifiche molecole. In breve:
- gli ioni vengono trasportati con trasporto passivo, attivo primario e attivo secondario;
- molecole di medie dimensioni (es. monosaccaridi, aminoacidi, vitamine e colesterolo) per diffusione facilitata;
- macromolecole attraverso endocitosi in fase fluida o mediata;
- molecole idrofobiche e piccole molecole non cariche attraversano liberamente la membrana plasmatica.
Equilibrio ionico e canali ionici
Si tenga presente che il plasma sanguigno rispetto al fluido cellulare è arricchito di sodio, cloro e bicarbonato, il liquido extracellulare ha invece concentrazioni simili a quelle citoplasmatiche, fatta eccezione per alcune proteine e per ioni che rendono l’ambiente extracellulare ricco di Na e Cl e quello intracellulare ricco di K e P, in particolare: queste molecole vengono controllate dal gradiente di concentrazione delle stesse che genera una forza chimica (la molecola tende ad andare verso la soluzione meno concentrata) e dal gradiente elettrico che determina la formazione di una forza elettrica. Fondamentali per il flusso di ioni sono i canali ionici, ossia proteine che attraversano la membrana e che posseggono un canale acquoso che attraversa la proteina e che permette il passaggio di ioni da un lato all’altro della membrana. Essi presentano alcune proprietà:
• sono selettivi, ossia ogni ione passa attraverso canali specifici, talvolta però permettono il passaggio di più specie ioniche;
• funzione cancello, ossia possono essere aperti o chiusi;
• l’attivazione di un canale ionico permeabile ad uno ione X sposta il potenziale di membrana
verso quello di equilibrio per quello ione.
Turnover cellulare e rigenerazione
Ovviamente la fase di eliminazione delle cellule senescenti che avviene grazie all’apoptosi biologica è in equilibrio con una rigenerazione tissutale garantita dalle cellule staminali. Queste garantiscono un corretto turnover cellulare che può essere più o meno rapido a seconda delle caratteristiche del tessuto. Ad esempio: il sangue ha un grande turnover cellulare e quindi un grande potenziale rigenerativo, invece fegato e pancreas hanno molte meno cellule che eseguono il turnover, ma presentano ugualmente un grande potenziale rigenerativo dal momento che in condizioni di necessità sono in grado di aumentare il tasso di mitosi, al contrario, polmone, cervello, rene, cuore, retina e midollo spinale presentano un basso turnover e un basso potenziale rigenerativo. In questi ultimi casi è quindi necessario intervenire rapidamente prima che si verifichi il danno.
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo della membrana plasmatica nel trasporto cellulare?
- Come avviene il trasporto degli ioni attraverso la membrana plasmatica?
- Quali sono le differenze nel potenziale rigenerativo tra diversi tessuti?
- Qual è l'importanza del gradiente di concentrazione e del gradiente elettrico nel trasporto ionico?
La membrana plasmatica è fondamentale per lo scambio di materiale con l'ambiente, il mantenimento dell'equilibrio ionico e la trasmissione di informazioni attraverso l'entrata o l'uscita di molecole specifiche.
Gli ioni vengono trasportati tramite trasporto passivo, attivo primario e attivo secondario, utilizzando canali ionici selettivi che possono essere aperti o chiusi.
Il sangue ha un grande turnover cellulare e potenziale rigenerativo, mentre fegato e pancreas hanno meno turnover ma possono aumentare la mitosi in caso di necessità. Polmone, cervello, rene, cuore, retina e midollo spinale hanno un basso turnover e potenziale rigenerativo.
Il gradiente di concentrazione genera una forza chimica che spinge le molecole verso la soluzione meno concentrata, mentre il gradiente elettrico crea una forza elettrica, entrambi fondamentali per il flusso di ioni attraverso la membrana.
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