Concetti Chiave
- Il trasporto attraverso la membrana è classificato in trasporto passivo, che avviene a favore di gradiente, e trasporto attivo, che avviene contro gradiente.
- La diffusione semplice consente a piccole molecole e gas di attraversare la membrana senza l'ausilio di proteine canale o trasportatori.
- La diffusione facilitata richiede trasportatori per molecole come il glucosio, pur avvenendo sempre a favore di gradiente.
- Il trasporto attivo primario utilizza direttamente l'ATP per spostare ioni contro gradiente, come nel caso della pompa sodio-potassio.
- Il trasporto attivo secondario include uniporto, simporto e antiporto, sfruttando il gradiente generato dal trasporto primario per muovere altre molecole.
Il trasporto attraverso la membrana avviene tramite trasporto attivo o trasporto passivo.
Che cos'è la diffusione semplice e facilitata?
Il trasporto passivo (equilibrante) va sempre e solo a favore di gradiente, le molecole si spostano da zone in cui sono maggiormente concentrate a zone in cui sono meno concentrate. In generale le molecole si muovono in forma libera, senza bisogno di trasportatori. Può avvenire in due modi:
- Diffusione semplice: riguarda i gas come CO2, N2, O2 e piccole molecole polari non cariche come l’urea, l’etanolo e il glicogeno, che sono in grado di attraversare la membrana senza bisogno di canali o trasportatori. Tutte le altre molecole, ovvero quelle di medie dimensioni, polari, senza cariche nette (glucosio, amminoacidi), quelle con cariche nette (amminoacidi, ATP, G-6-P…) e gli ioni (K+, Mg+, Ca2+…) utilizzano gli altri metodi di trasporto riportati in seguito.
- Tramite canale: le molecole attraversano la membrana secondo gradiente, sfruttando proteine canale (che le “proteggono” dall’ambiente idrofobico, a causa della loro natura polare).
- Diffusione facilitata: avviene solo a favore di gradiente (trasporto passivo) ma necessita di trasportatori (tipico del trasporto attivo). Es. trasporto del glucosio.
Trasporto attivo primario e secondario
Il trasporto attivo (non equilibrante) va contro gradiente di concentrazione: le molecole si spostano da zone a minore concentrazione a zone in cui sono maggiormente concentrate. In generale le molecole si muovono in forma legata, perciò necessitano di trasportatori. Il trasporto attivo si distingue in:
- Trasporto attivo primario : si verifica quando l’energia per il trasporto è fornita direttamente dall’ATP. Es. pompa sodio-potassio (Na+/K+) ATPasi: trasporta contro gradiente 3 ioni Na+ all’esterno della cellula e 2 ioni K+ al suo interno, generando così gradiente chimico ed elettrico.
[Na+] fuori = 120 – 140 mM
[Na+] dentro =
- Trasporto attivo secondario : è generato da altri trasporti primari (es. generato dal gradiente di Na+ chimico ed elettrico a sua volta dovuto all’azione della pompa Na+/K+ ATPasi).
Il trasporto attivo secondario può avvenire tramite 3 modalità differenti:
- Uniporto : trasporto di una sola molecola in una direzione, sfruttando il gradiente generato da un trasportatore attivo primario.
- Simporto: trasporto di due molecole nella stessa direzione, una delle quali si muove secondo gradiente, l’altra contro gradiente. Es. tutti i trasporti Na – dipendenti, come quelli per amminoacidi e glucosio.
- Antiporto: trasporto di due molecole in direzioni opposte, una delle quali si muove secondo gradiente, l’altra contro gradiente.
Domande da interrogazione
- Qual è la differenza principale tra trasporto passivo e trasporto attivo?
- Come avviene la diffusione semplice attraverso la membrana?
- Qual è il ruolo della pompa sodio-potassio nel trasporto attivo primario?
- Quali sono le modalità di trasporto attivo secondario?
Il trasporto passivo avviene sempre a favore di gradiente di concentrazione, mentre il trasporto attivo si verifica contro gradiente e richiede energia, come quella fornita dall'ATP.
La diffusione semplice consente a gas e piccole molecole polari non cariche di attraversare la membrana senza trasportatori, spostandosi da aree di alta concentrazione a aree di bassa concentrazione.
La pompa sodio-potassio (Na+/K+ ATPasi) utilizza energia dall'ATP per trasportare 3 ioni Na+ all'esterno e 2 ioni K+ all'interno della cellula, creando un gradiente chimico ed elettrico.
Il trasporto attivo secondario può avvenire tramite uniporto, simporto e antiporto, sfruttando il gradiente generato da trasportatori attivi primari per muovere molecole in diverse direzioni.
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