Citologia - Trasporti attraverso la membrana plasmatica

Equilibrio e Diffusione

FISSIRICORDA nella quale si attua l'equilibrio. L'obbiettivo della diffusioneTutti i sistemi (la materia) tendono ad un minimo di energia, è quello di equilibrare l'energia di tale sistema.

- Un sistema ad ALTA ENEGIA si definisce ad ALTO POTENZIALE ENERGETICO;

- Un sistema a BASSA ENERGIA si definisce a BASSO POTENZIALE ENERGETICO.

Quando un sistema passa da uno stato ad alto potenziale energetico ad uno a basso potenziale energetico, tra i due si ha uno "scarto di potenziale", definito DIFFERENZA DI POTENZIALE (ddp).

Grazie a tale ddp si crea il flusso di materia che protagonista della diffusione.

Quando la ddp scompare, significa che il sistema ha raggiunto l'equilibrio, di conseguenza la diffusione cessa.

RICORDASOLUTO + SOLVENTE = SOLUZIONE

SOLUTO: particella presente in minore quantità;

SOLVENTE: particella presente in minore quantità.

RICORDARispetto ad una soluzione di controllo:

Le soluzioni IPERTONICHE sono quelle RICCHE DI

SOLUTO;Le soluzioni IPOTONICHE sono quelle POVERE DI SOLUTO. Le soluzioni ISOTONICHE hanno la STESSA CONCENTRAZIONE DI SOLUTO della soluzione di controllo. In questo caso, il confronto rispetto alla concentrazione di soluto viene fatto tra l'ambiente intracellulare e quello extracellulare. La differenza del gradiente di concentrazione dei due ambienti citati, determinerà la direzione e la velocità della diffusione, attraverso la membrana. ALCUNE CELLULE POSSONO ATTIVAMENTE CONTROLLARE LA LORO PRESSIONE OSMOTICA. anche se l'acqua. Esempi: Il paramecio e altri protozoi. Essi sono in genere iperosmotici quindi, tende ad entrare nella cellula, il vacuolo contrattile di tali organismi - TRASPORTO PASSIVO SEMPLICE DIFFUSIONE SEMPLICE. Movimento di una molecola o di uno ione da un'area ad alta concentrazione ad una a bassa concentrazione (diffusione). Tale spostamento tende a eguagliare

le uscite di sostanze attraverso i canali di membrana sono regolate da specifici trasportatori che possono essere saturati. Ad esempio, il trasporto del glucosio attraverso la membrana plasmatica avviene tramite trasportatori specifici che possono essere saturati quando la concentrazione di glucosio nel compartimento extracellulare è molto elevata. In questo caso, il trasporto del glucosio avviene contro il gradiente di concentrazione e richiede energia sotto forma di ATP. Questo tipo di trasporto è chiamato trasporto attivo. - TRASPORTO ATTIVO SECONDARIO Il trasporto attivo secondario avviene quando il trasporto di una sostanza è accoppiato al trasporto di un'altra sostanza. Ad esempio, il trasporto del sodio (Na+) attraverso la membrana plasmatica è accoppiato al trasporto di altre sostanze come il glucosio o gli amminoacidi. In questo caso, il trasporto del sodio avviene grazie all'energia fornita dal gradiente di concentrazione del sodio stesso, creato dal trasporto attivo primario del sodio attraverso una pompa sodio-potassio. Il trasporto attivo secondario permette il trasporto di sostanze contro il loro gradiente di concentrazione e richiede energia. - TRASPORTO ATTIVO PRIMARIO Il trasporto attivo primario avviene grazie all'energia fornita dall'idrolisi dell'ATP. Un esempio di trasporto attivo primario è rappresentato dalla pompa sodio-potassio, presente nella membrana plasmatica di tutte le cellule. Questa pompa trasporta attivamente ioni sodio (Na+) fuori dalla cellula e ioni potassio (K+) all'interno della cellula, contro i rispettivi gradienti di concentrazione. Questo tipo di trasporto permette il mantenimento dei gradienti ionici attraverso la membrana plasmatica e richiede energia. In conclusione, esistono diversi meccanismi di trasporto attraverso la membrana plasmatica, che possono avvenire in modo passivo o attivo, a seconda delle caratteristiche delle sostanze da trasportare e delle condizioni del sistema.uscita di soluti polari (zuccheri e aa) non possono penetrare nel doppio strato lipidico o attraverso un canale aperto. Quindi intervengono delle proteine presenti nella membrana, denominati TRASPORTATORI FACILITANTI/PERMEASI/PROTEINE CARRIER. I trasportatori facilitanti sono specifici e la loro attività può essere regolata a seconda dei bisogni della cellula in determinati momenti. Le proteine carrier, inoltre, si saturano quando la concentrazione di soluto da trasportare è elevata. Questo perché il numero di proteine di trasporto è limitato. La proteina carrier che trasporta il glucosio attraverso la membrana è la GLUT 1, che una volta agganciato lo zucchero, cambia conformazione e rilascia la molecola di glucosio all'interno della cellula, ritornando poi alla conformazione iniziale. I carrier sono specifici (diversi per ogni tipo particella da trasportare) e permettono il passaggio di una molecola/ione per volta, in un'unica

Direzione. CARRIER UNIPORTO: - CARRIER COTRASPORTO: permette il passaggio di due molecole/ioni contemporaneamente e si divide in:

1. CARRIER SIMPORTO se le due molecole/ioni sono trasportati verso la stessa direzione (⇈/⇊);⇅).
2. CARRIER ANTIPORTO se le due molecole/ioni sono trasportati in direzioni opposte (* Una proteina carrier trasporta ioni sodio secondo il loro gradiente di concentrazione e sfrutta l'energia rilasciata da tale processo per trasportare molecole di glucosio contro il loro gradiente di concentrazione.

I termini uniporto, cotrasporto, simporto e antiporto sono utilizzati sia per la diffusione facilitata che per il trasporto attivo; non forniscono informazioni sull'energia del processo.

Proteine canale transmembrana sono:

• I CANALI IONICI;
• facilitano il flusso veloce di molecole di acqua all'interno o esterno delle cellule di specifici tessuti. (tubuli prossimali, eritrociti, membrane di vacuoli delle cellule vegetali).

LE PORINE: proteine transmembrana multipasso che formano pori nelle membrane esterne di mitocondri, cloroplasti e di molti batteri. Rispetto a quelli ionici, sono canali più larghi e meno specifici, la cui parte interna è tappezzata da catene laterali polari, mentre quella esterna da catene laterali apolari.

I CANALI IONICI POSSONO ESSERE CONTROLLATI DA DIVERSI FATTORI- Dal LIGANDO (intra o extracellulare a seconda della molecola da trasportare). I ligandi interni si legano a una proteina dal lato citosolico (cAMP e cGMP secondi messaggeri aprono i canali dei neuroni). I secondi messaggeri sono le molecole che ricevono e passano i segnali dai recettori alle molecole bersaglio all'interno della cellula. Adenosina monofosfato ciclico (cAMP) e ciclico guanosina monofosfato (cGMP) sono secondi messaggeri prominenti nel cervello.

Esempio di legame extra cellulare: ACETILCOLINA (ligando esterno) che apre i canali per il SODIO (Na), scatenando la contrazione.

muscolare.- MECCANICAMENTE (tramite stimolo esterno meccanico). Esempio: le stereocilia delle cellule capellute dell'orecchio interno, vengono stimolate dal suono e aprono canali ionici, creando un impulso nervoso che il cervello interpreta come suono.

- Dal VOLTAGGIO (tramite elettricità). La cellula a riposo (differenza di potenziale a riposo) viene eccitata da unol'apertura del stimolo nervoso, facendo cambiare la sua differenza di potenziale e permettendo canale. Avviene nelle cellule eccitabili come ioni o cellule muscolari.

- Dalla LUCE (tramite energia luminosa). Esempio: gli alobatteri presentano una pompa protonica batteriorodopsina. In condizioni anaerobiche essi all'esterno, sintetizzano la batteriorodopsina per catturare energia luminosa, utile a pompare protoni (ioni idrogeno) attraversando la membrana plasmatica. Si genera così un gradiente elettrochimico usato per generare ATP.