Fisiologia generale .- trasporti di membrana e pompe cellulari

Gradiente elettrochimico e trasporto di membrana

Gli ioni sono carichi elettricamente e risentono sia del gradiente chimico che di quello elettrico, si parla quindi di gradiente elettrochimico.

Trasporto di membrana

Tutti i tipi di trasporto esaminati finora producono un movimento netto di molecole capaci di permeare la membrana plasmatica in virtù della loro liposolubilità e delle loro piccole dimensioni. Le molecole grandi, scarsamente liposolubili, come le proteine, il glucosio e gli amminoacidi, non sono in grado di attraversare da sole la membrana, indipendentemente da quali forze agiscano su esse. La cellula, quindi, dev'essere dotata di meccanismi per trasportare appositamente questi tipi di molecole dall'esterno all'interno della cellula e viceversa secondo necessità. Le cellule impiegano due differenti meccanismi per effettuare questi processi di trasporto selettivo: trasporto passivo (diffusione facilitata) e attivo. Entrambi i tipi sono mediati da dei trasportatori che sono delle molecole trans membrana capaci di invertire la propria conformazione in modo che siti di legame specifici possano essere esposti alternativamente su ciascuno dei due versanti della membrana.

Trasporto passivo

Detto anche diffusione facilitata, utilizza un trasportatore per facilitare il trasferimento di una particolare sostanza attraverso la membrana plasmatica da monte a valle, da un'alta a una bassa concentrazione. Questo processo è passivo e non richiede energia perché il movimento avviene spontaneamente secondo gradiente di concentrazione. L'esempio più notevole di diffusione facilitata è il trasporto di glucosio dal sangue alle cellule. La concentrazione di glucosio nel sangue è più elevata che nei tessuti. Nuovi apporti di glucosio entrano nel sangue in seguito all'alimentazione e all'utilizzazione di riserve energetiche nell'organismo. Simultaneamente, le cellule metabolizzano il glucosio quasi alla stessa rapidità con cui esso vi entra dal sangue. Di conseguenza, esiste un gradiente continuo per la diffusione netta di glucosio dal sangue alle cellule.

Trasporto attivo

Richiede che il trasportatore spenda energia per trasferire la particella trasportata da valle a monte contro un gradiente di concentrazione, da una regione di minor concentrazione a una maggiore. Questi meccanismi di trasporto attivo sono noti come pompe, essendo analoghi alle pompe idrauliche che richiedono energia per sollevare l'acqua contro la forza di gravità. I sistemi di trasporto attivo più semplici pompano un singolo tipo di molecola da trasportare.

Pompe cellulari di membrana

Catturano una sostanza da un lato della membrana e lo portano all'altro. Trasportano ioni da zone a minor concentrazione a zone a maggior concentrazione.