Biologia cellulare - funzioni membrana plasmatica

Funzioni membrana plasmatica

Filtro

La funzione di filtro è la capacità della membrana di fare da barriera selettiva delle sostanze in entrata e in uscita dalla cellula. Questa funzione è molto importante perché consente alla cellula di avere una certa selettività riguardo ciò che entra e ciò che esce.

Passivo e attivo

Questa funzione può essere divisa in passivo o attivo a seconda dell’utilizzo o meno di energia: il filtro è quella funzione di membrana che non utilizza energia, infatti è basato su sistemi a favore del gradiente. Il tipo più semplice di diffusione passiva è la diffusione semplice, in cui le molecole attraversano la membrana semplicemente per diffusione, data la presenza di un gradiente ai due lati della membrana. Tuttavia non tutte le molecole possono avvalersi della diffusione semplice poiché è necessario che siano piccole e apolari, come per esempio i gas, piccole e poco polari o grandi molecole, ma molto apolari.

Se la differenza di concentrazione tra il compartimento extracellulare e quello intracellulare è poca, le molecole passano molto lentamente attraverso la membrana. Se invece questa differenza è ampia, le molecole passano velocemente; c’è quindi proporzionalità diretta tra differenza di concentrazione e velocità del trasporto. Le molecole apolari inoltre passano più velocemente di quelle polari.

Diffusione facilitata

Il filtro passivo è utile per tutte quelle molecole che non riescono a passare attraverso la membrana nonostante ci sia un gradiente: per questo motivo questo trasporto non richiede energia ma ha bisogno di facilitazioni. La diffusione facilitata (o filtro passivo facilitato) è basata su proteine transmembrana che sono i carrier e i canali ionici. I primi agiscono secondo il meccanismo del cambio conformazionale, cioè legano la molecola da trasportare, cambiano la loro conformazione e la riversano all’interno. Attraverso i carrier passano tutte quelle molecole non liposolubili come il glucosio. Il canale ionico invece è un canale ad altissima selettività che permette il passaggio di piccole molecole ioniche. La selettività è fornita dai domini esposti lungo il passaggio dello ione che permettono di far passare solo lo ione richiesto, tutti gli altri verranno ugualmente legati dai domini, ma rispediti indietro a causa delle forze di repulsione ionica.

Inoltre, l’apertura e la chiusura dei canali ionici può essere regolata tramite controllo:

• Da ligando: quando il canale si chiude in seguito al legame con una determinata sostanza. Per esempio, alcuni ormoni hanno la capacità di chiudere o aprire i canali ionici.
• Da fosforilazione: quando l’aggiunta di un gruppo fosfato da parte di un enzima chiamato chinasi apre o chiude il canale.
• Da potenziale: quando un impulso elettrico scaricato sulla membrana apre o chiude i canali.
• Da temperatura: in particolari casi, alcuni canali raggiunta una certa temperatura si aprono o si chiudono.
• Meccanico: prevede che i canali si aprano e si chiudano grazie a dei gruppi presenti all’interno del canale stesso che vanno ad occludere il passaggio.

L’acqua ha una sua proteina canale, chiamata acquaporina. Non esistono né carrier né canali ionici per la diffusione facilitata dei lipidi, questo perché essendo molto lipofili possono attraversare facilmente le membrane.