Fisiologia

NUCLEO E MEMBRANA NUCLEARE

MITOCONDRI: producono energia

Le membrana cellulare è come la dogana, fa passare alcune sostanze e altre

no. Le proprietà della membrana cellulare sono:

- è selettiva;

-permette di contenere sistemi enzimatici, come il sistema HLA, (antigene

umano del leucocita) che è importante nei protocolli di trapianto dell'organo;

-è formata da un doppio strato fosfolipidico e da proteine; le teste del

fosfolipide sono idrofile, invece le code sono idrofobiche(non possono stare a

contatto con l’acqua);

-i gas si diffondono più rapidamente all’interno della membrana

-l’alcol etilico(o etanolo) si diffonde rapidamente all’interno della membrana,

appena ingerito viene assorbito rapidamente dallo stomaco e poi viene inviato

alla testa

N.B: le sostanze a base di grassi riescono a superare la barriera emato-

encefaica, se sono liquide le sostanze non riescono a superare questa barriera.

Ci sono altre molecole più grosse che non passano spontaneamente nella

membrana come: gli amminoacidi, il glucosio ecc, che hanno bisogno di essere

trasportati. Gli ioni sono delle molecole cariche, che possono essere positive o

negative, quando un atomo assume una carica elettrica diventa idrosolubile,

gli ioni sono delle molecole che non possono passare all’interno della

membrana.

TRASPORTO DI MEMBRANA: il nostro corpo è formato circa dal 60% da acqua,

questa acqua è contenuta nelle cellule, non si muove, perché le cellule sono

circondate dalla membrana; successivamente c’è il liquido interstiziale che

facilita gli scambi fra i vasi sanguigni e le cellule, quindi i nutrienti passano nel

liquido interstiziale e poi passano alle cellule, le sostanze di scarto passano

dalle cellule all’ambiente esterno e poi vanno nel sangue. Il passaggio che

avviene è quindi: liquido delle cellule- liquido interstiziale- liquido

plasmatico(che è la parte liquida del sangue).

COMPARTIMENTI LIQUIDI:

-liquido extracellulare (ECF) 20% del p.c.

ES. plasma(contiene molto sodio, perché il sodio si trova all’esterno della

cellula)

-liquido intracellulare (ICF) 40% del p.c.

ES. Il potassio è molto più concentrato all’interno delle cellule rispetto

all’esterno.

Gli scambi fra le membrane cellulari possono avvenire o secondo gradiente di

concentrazione o secondo gradiente elettrico.

DIFFUSIONE (processo passivo): Ad esempio se prendiamo una zolletta di

zucchero e la immergiamo in un bicchier d’acqua si osserva che, man mano

che si scoglie, la colorazione del bicchiere d’acqua diventa uniforme questo

accade perché le molecole dell’acqua sono sempre in agitazione, maggiore è la

temperatura, maggiore è l’agitazione delle molecole. La concentrazione dello

zucchero andrà man mano a modificarsi fino a raggiungere la diffusione

completa. Quindi diffusione vuol dire che c’è un gradiente di concentrazione fra

una zona e un’altra, le molecole si sposteranno da dove sono più concentrate a

zone meno concentrate. È il meccanismo di trasporto più semplice, non

trasporta energia.

Se invece di avere un unico bicchiere in cui le molecole si spostano, abbiamo

un bicchiere separato da una membrana semipermeabile, questa membrana

decide quali molecole far passare o meno, quindi si manterrà la differenza di

concentrazione fra i due ambienti.

LEGGE DI FICK: spiega con quale velocità o meno può passare una molecola

attraverso una membrana, se le membrane sono spesse ci sarà più difficoltà a

passare.

PRESSIONE OSMOTICA:

I livelli di acqua ai due lati della membrana semipermeabile sono gli stessi,

però da un lato abbiamo acqua con poco glucosio, dall’altro acqua con molto

glucosio. I livelli d’acqua che inizialmente erano uguali, dopo un po' inizieranno

a variare, il livello con più glucosio sarà più elevato rispetto a quello con meno

glucosio. Questo dislivello è caratterizzato da un fenomeno osmotico, infatti

l’osmosi è quel fenomeno che avviene quando abbiamo una membrana

semipermeabile che fa passare solo determinate sostanze e altre no. Quindi

l’acqua è passata per OSMOSI da una zona meno concentrata ad una zona più

concentrata, l’acqua passando è riuscita ad innalzare il livello senza consumare

energia. Per impedire il passaggio dell’acqua devo utilizzare una forza che si

chiama: pressione idrostatica, che contrasterà il passaggio di queste molecole

e le farà tornare indietro. La pressione osmotica è la pressione utilizzata per far

tornare allo stesso livello i due tubi. La pressione idrostatica è una pressione

meccanica, invece quella osmotica (che fa salire il liquido) è una pressione che

non avviene fisicamente.

Ad esempio nei capillari la pressione interna è così alta che fa fuoriuscire i

liquidi, mentre nella parte verso le vene (quindi i capillari di scarico), la

pressione interna è bassa. Da una parte i liquidi pieni di nutrienti fuoriescono

dai capillari e vanno nel liquido interstiziale e poi scambiano nutrienti con le

cellule. Invece dall’altra, nelle vene, la pressione osmotica richiama quei liquidi

dall’esterno dove sono contenute anche sostanze di scarto, grazie a questo

scambio accade che le cellule hanno compiuto il movimento di nutrimento e

possono anche scambiare i gas.

La soluzione fisiologica è una soluzione con stessa pressione osmotica rispetto

a quella del sangue, una soluzione fisiologica ad esempio è il sodiocloruro, i

globuli rossi immersi in una soluzione fisiologica non cambiano forma. (La

forma dei globuli rossi è a lente biconcava.)

Se i globuli rossi vengono immersi in una soluzione ipotonica, l’acqua è più

concentrata all’esterno del globulo rosso, quindi l’acqua tenderà ad entrare all’

interno della cellula perché ci sono più soluti rispetto all’esterno. (non bisogna

mai iniettare acqua distillata nel paziente altrimenti si potrebbe provocare la

morte)

Globuli rossi in soluzione ipertonica: Se all’esterno del globulo rosso c’è molto

sale, l’acqua del globulo rosso verrà richiamata dal sale esterno, quindi

fuoriuscirà l’acqua dal globulo rosso.

Gli ioni si possono spostare anche per gradiente elettrico, perché se ci sono sia

uno ione negativo che uno ione positivo, lo ione negativo verrà attratto da

quello positivo, perché le cariche opposte si attraggono.

Ad esempio se ai due lati della membrana cellulare vengono messi due

elettrodi, uno all’interno della membrana e l’altro all’esterno, andremo a

misurare la differenza di potenziale fra i due lati della membrana. Da questo si

è visto che i muscoli e i neuroni (cellule eccitabili) hanno una differenza di

potenziale alta, infatti all’interno della cellula il potenziale è negativo, all’incirca

il potenziale di membrana a riposo è di -90mV. Invece un globulo rosso non

viene influenzato dalla scossa.

Membrana permeabile con uno ione: un catione(ione carico positivamente)

riesce a spostarsi dalla zona in cui è più concentrato alla zona in cui è meno

concentrato, ma quando si sposta il gradiente di concentrazione, verranno

spostate delle cariche elettriche, se si spostano le cariche elettriche cambierà il

potenziale ai due lati della membrana, infatti sui lati della membrana le cariche

non saranno più bilanciate.

Questi trasporti avvengono senza trasporto di energia, però ci sono alcuni

trasporti dove ogni sostanza ha bisogno del suo trasportatore. Questi trasporti

avvengono ad esempio per gli amminoacidi.

Ci sono diverse proteine di trasporto:

1- PROTEINE CARRIER: proteine che cambiano la conformazione quando si

legano ad una sostanza, queste proteine si aprono all’esterno e la sostanza

viene immersa all’interno;

le proteine carrier sono soggette a saturazione e sono specifiche per una

determinata sostanza, queste proteine non sono mai aperte sia all’interno che

all’esterno contemporaneamente, infatti si apre all’esterno, poi si lega la

molecola e si apre all’interno e fa passare la molecola

2-PROTEINE CANALI: sono più semplici, sono dei veri e propri canali che

lasciano passare gli ioni che sono carichi elettricamente, gli ioni non

attraversano facilmente la membrana perché la membrana è ricca di lipidi e gli

ioni non si sciolgono all’interno dei lipidi, motivo per cui non potrebbero

passare con facilità. I canali ionici sono o aperti o chiusi, se sono aperti, sono

aperti ad entrambi i lati della membrana, quindi gli ioni vengono scambiati

all’interno o all’esterno o viceversa. Il trasporto con le proteine carrier avviene

più velocemente.

Quando il trasporto di sostanze richiede energia, viene chiamato trasporto

attivo.

Il trasporto attivo è tipico della pompa sodio potassio, è una pompa che

consente di avere grandi concentrazioni di potassio all’interno, mentre

all’esterno il sodio. Una proteina di trasporto fondamentale è la sodio-potassio

ATPasi (quando termina in asi è un enzima), questa proteina scinde una

molecola che l’ATP, fino a formare ADP e AMP. Gli ioni sodio vengono legati

all’interno della cellula, la molecola cambia conformazione e si apre all’esterno

e lancia all’esterno degli ioni sodio, successivamente accade che arrivano gli

ioni potassio che si legano alla stessa proteina trasportatrice e a questo punto

cambia di nuovo conformazione e gli ioni potassio passano all’interno della

cellula, questo scambio avviene con un passaggio di 3 ioni sodio e 2 ioni

potassio, non è un passaggio equo dal punto di vista elettrico perché escono

dalla cellula più ioni positivi. Ecco perché i potenziali all’interno della

membrana sono tutti negativi, a causa del maggior numero di ioni negativi

presenti all’interno della membrana.

Se un paziente ha poco ossigeno (ad esempio un vecchio fumatore), avrà meno

ATP, quindi meno energia.

TRASPORTO VESCICOLARE Ci sono altri tipi di trasporto come: l’esocitosi e

l’endocitosi.

-ENDOCITOSI: trasporto che avviene dall’esterno all’interno

1.pinocitosi: per molecole solubili

2.fagocitosi: per materiale particolato(batteri), con il meccanismo di fagocitosi

il nostro corpo è il grado di difendersi dai batteri.

-ESOCITOSI: trasporto che avviene dall’interno all’esterno

Una esocitosi particolare è quella dei neurotrasmettitori. Una sinapsi è un

punto di contatto fra due neuroni oppure fra un neurone e una cellula

muscolare. Un neur