Appunti Biologia - Omeostasi - caratteristiche del trasporto di membrana – osmosi – potenziale di membrana

Biologia – omeostasi - caratteristiche del trasporto di membrana – osmosi – potenziale di membrana

Di notevole importanza è il concetto dell’omeostasi, ovvero la capacità di mantenere una costanza nell’ambiente interno, quindi permettere il normale funzionamento cellulare e quindi lo stato di benessere e di sopravvivenza dell’individuo. Non si tratta di un equilibrio statico, per esempio quando abbiamo caldo: per mantenere l’omeostasi, quindi la temperatura del nostro organismo a 37°, si mette in moto un meccanismo per regolare tutto ciò, infatti sudando si abbasserà la nostra temperatura.

Il meccanismo regolatore di omeostasi per funzionare correttamente deve essere quindi in grado di rilevare queste esigenze, e ciò avviene grazie all’azione di sensori, sono cellule (spesso neuroni) che sono sensibili ai cambiamenti. Ad esempio alcuni vasi sanguigni contengono cellule chiamate chemocettori che sono sensibili alle concentrazioni di ossigeno e di anidride carbonica del sangue. Oppure nell’encefalo e in altre parti del corpo ci sono neuroni chiamati termocettori, sensibili invece alla temperatura. I sensori inviano degli input che raggiungono un centro integrativo (circuiti nervosi dell’encefalo) che va ad organizzare le risposte appropriate, generando dei segnali di uscita diretti a cellule, tessuti o organi coinvolti nella generazione della risposta finale. Queste cellule, tessuti o organi sono chiamate effettori.

Ruolo della cellula e membrana cellulare

Il ruolo della cellula è intanto di mantenere il proprio benessere, quindi regolare il suo contenuto di acqua, di molecole, di ioni e quindi deve continuamente scambiare informazioni con l’ambiente esterno ma anche con le cellule vicine, ma anche quelle lontane. E per la comunicazione lontana, un ruolo fondamentale ce l’ha la membrana cellulare. È fondamentale perché intanto separa l’intracellulare dall’extracellulare, quindi mantiene l’integrità della cellula e l’identità della cellula. È una membrana che permette gli scambi e permette la comunicazione tra cellula e cellula, e cellula e ambiente e permette infine una struttura cellulare.

La struttura chimica della membrana plasmatica è costituita fondamentalmente da proteine, lipidi e glicidi. Glicidi legati soprattutto ai lipidi, formando i glicolipidi e anche alle proteine formando glicoproteine. Ma la componente maggiore è rappresentata dai lipidi e dalle proteine incastonate tra la membrana, le proteine integrali che attraversano la membrana e prendono contatto con un versante e con l’altro. Le proteine di membrana ci interessano perché vanno a formare i canali, i recettori, i trasportatori, quindi tutte quelle proteine che permettono il passaggio di sostanze da un versante all’altro e viceversa.

Tipi di proteine di membrana

• Recettori: Proteine che si legano a un segnale, un neurotrasmettitore che porterà un’informazione, una risposta cellulare. Non tutti i recettori possono interagire con tutti i neurotrasmettitori, ognuno avrà il suo specifico neurotrasmettitore. Una volta che si legano, inducono una risposta all’interno della cellula. Ad esempio i farmaci non fanno altro che attivare questi recettori e quindi produrre una reazione. O al contrario da veleni. Altro esempio, il recettore che si trova nella fibra muscolare, ovvero il recettore nicotinico, quando si lega al suo neurotrasmettitore che è l’acetilcolina dà il via alla contrazione muscolare. Ma se anziché all’acetilcolina, si va a legare a un’altra sostanza, ad esempio il curaro, quello con cui gli antichi indigeni avvelenavano le frecce, il curaro è praticamente una sostanza che attivava questi recettori, ma non essendo una sostanza prodotta da noi, una volta che attivava il recettore non si staccava più quindi si aveva una contrazione permanente che portava alla morte.
• Canali ionici: Abbiamo la membrana cellulare che separa l’ambiente interno da quello esterno, si forma questo canale e lo ione passa. Sono dei canali specifici, quindi per il sodio, potassio, calcio ecc. Più canali ci sono per una sostanza, più la sostanza sarà libera di muoversi e quindi la permeabilità della membrana sarà maggiore in riferimento a quel determinato ione.
• Trasportatori - Carrier: Cambiano la propria conformazione in base al fatto se una sostanza deve entrare o uscire.
• Pompe ioniche: Sono sempre dei trasportatori ma si tratta di un trasporto attivo. Esempio la pompa sodio potassio. Il tutto avviene contro gradiente di concentrazione, quindi la sostanza si sposta da una zona in cui la concentrazione è minore ad una in cui la concentrazione è maggiore. Proprio per questo è un tipo di trasporto che richiede energia, quindi ATP.

Osmosi e acqua

Anche l’acqua si diffonde attraverso la membrana cellulare. La membrana sarà permeabile all’acqua e non al soluto, in questo caso il sale e l’acqua si muove da una zona in cui è presente meno soluto ad una dove è presente più soluto, per osmosi. L’acqua si muove secondo il suo gradiente di concentrazione. Quindi avremo in un compartimento più sale e in uno più acqua. Quindi l’acqua si muove attraverso la membrana fino a che le due concentrazioni non saranno uguali. Ma per farle diventare uguali, aumenterà il livello di acqua nel compartimento dove c’era più sale, fino ad un certo punto però. Perché poi non potrà più andare, perché il peso di quest’acqua eserciterà una pressione e sarà questo a generare la cosiddetta pressione osmotica.

L’osmolarità ci riguarda particolarmente perché le cellule sono piene di acqua e sono anche circondate di acqua, e l’acqua si potrà muovere tranquillamente. Per la cellula sarà importante che l’osmolarità che c’è dentro sia uguale all’osmolarità di fuori. Perché ad esempio prendendo una cellula e mettendola in una soluzione che fuori è molto più concentrata, l’acqua uscirà per osmosi. Quindi la cellula si raggrinsisce e muore. Viceversa se prendiamo una cellula e la mettiamo...