Biologia - trasporto attraverso membrana cellulare

Il movimento di molecole attraverso la membrana

Trasporto passivo

Una molecola può attraversare il doppio strato lipidico per diffusione se:

• È presente in concentrazioni maggiori su uno dei due lati della membrana
• Se la membrana è permeabile a quella determinata sostanza

Quest'ultima condizione può essere anche data dalla presenza di canali ionici che permettono agli ioni di attraversare il doppio strato lipidico o da acquaporine, che permettono alla molecola dell'acqua di attraversare la membrana.

Diffusione semplice di sostanze prive di carica

Per misurare la polarità di un soluto si utilizza il coefficiente di ripartizione (rapporto tra la sua solubilità in un solvente apolare e quella in acqua: esso è indice della penetranza attraverso la membrana); altro fattore che determina la velocità di penetrazione sono le dimensioni della molecola. O₂, CO₂, NO e H₂O si possono intrufolare tra due fosfolipidi adiacenti molto facilmente. Le molecole apolari più grandi come gli amminoacidi, gli zuccheri e i composti fosforilati manifestano scarsa penetrabilità nella membrana: quest'ultima costituisce quindi un'efficace barriera che trattiene questi metaboliti essenziali.

La diffusione di acqua

La membrana è semipermeabile: è impermeabile a piccoli composti polari e a ioni disciolti mentre è permeabile all'acqua, la quale per questa caratteristica si può muovere per osmosi. La cellula può contrarsi o dilatarsi a causa del movimento d'acqua, ma questo è spesso un momento transitorio: successivamente la cellula libera ioni nella soluzione ipotonica e torna ad una condizione fisiologica. Le cellule vegetali sono spesso ipertoniche rispetto all'ambiente e l'acqua tende ad entrare stabilendo una pressione di turgore. In un mezzo ipertonico la cellula si contrae e la membrana si stacca dalla parete cellulare per plasmolisi. Molte cellule però sono molto più permeabili all'acqua di quanto si possa spiegare con la semplice diffusione attraverso il doppio strato lipidico: esistono infatti delle proteine integrali, le acquaporine, composte da 4 subunità. La parete del canale delle acquaporine possiede due cariche positive posizionate strategicamente in grado di attrarre l'acqua quando passa all'interno della proteina e di ri-orientarla in modo da scindere i legami con le altre molecole di acqua (fila indiana). Le acquaporine sono particolarmente presenti nelle cellule renali e in quelle delle radici delle piante.

Canali ionici (K, Ca, Na)

Aperture della membrana che permettono il passaggio di piccoli ioni altrimenti insolubili. Si tratta di proteine integrali di