Meccanismi di trasporto cellulare

MECCANISMI DI TRASPORTO CELLULARE Il trasporto attraverso le membrane biologiche dipende dalle

caratteristiche chimico fisiche della sostanza trasportata.

Si distinguono due tipi di trasporto essenzialmente: attivo e

passivo.

• Il trasporto ATTIVO avviene contro gradiente di

concentrazione, ossia la sostanza può essere trasportata da dove

è meno concentrata a dove è più concentrata.

• Il Trasporto PASSIVO invece, avviene secondo gradiente,

ossia la sostanza può essere trasportata da dove è più

concentrata a dove è meno concentrata.

Le modalità di trasporto dei soluti attraverso le membrane cellulari Il trasporto passivo può essere

per:

• diffusione attraverso la

matrice fosfolipidica in cui il

soluto si fonde alla membrana

e passa dall’altra parte;

• mediante canali.

Il trasporto attivo necessita di

energia, fornita dall’ATP, e

può essere:

• trasporto attivo primario:

l’energia per il trasporto del soluto è fornita direttamente dall’ATP (un chiaro esempio è la pompa Sodio-

Potassio ATPasica);

• trasporto attivo secondario: viene generato da trasporti attivi primari. Tipicamente la maggior parte dei

trasporti attivi secondari sono energizzati da gradienti di potenziale chimico del Na (sodio) generato dalla

Na-K ATPasi. (il sodio presenta infatti presenta un‘enorme differenza di concentrazione dall’esterno, 160

mM, e l’interno della cellula, 20 mM. A seguito di trasporto attivo si formerà un enorme squilibrio tra

l’esterno e l’interno della cellula) ???

Un altro tipo di trasporto è la diffusione facilitata: questo tipo di trasporto avviene mediante un trasportatore

(come nel trasporto attivo) ma avviene solo a favore di gradiente. Un esempio tipico è il trasporto di Glucosio.

Il trasporto secondo gradiente viene detto:

• Uniporto, quando il soluto entra esclusivamente

nella cellula

• Simporto, in cui la molecola entra all’interno della

cellula insieme ad un'altra molecola con entrambe la

stessa direzione (es. trasporto Na-Glucosio)

• Antiporto, in cui una molecola entra all’interno della

cellula e l’altra esce 1

Dal punto di vista cinetico il trasporto viene identificato con la

cinetica enzimatica: viene definita da un’equazione: un’iperbole

equilatera in caso di trasporto mediato mentre il trasporto

passivo viene rappresentato con una retta (non presenta

saturazione).

Nel caso del trasporto mediato quando avviene la saturazione

dei trasportatori, il trasporto si ferma.

Nel trasporto mediato la velocità di trasporto e la

concentrazione della molecola sono legate

dall’equazione di Michaelis-

Menten:

In cui:

- V è la velocità massima di trasporto;

ma x

- [S] è la concentrazione del substrato;

- Km è la concentrazione massima di s ubstrato alla metà

della velocità massima.

La V è indice del numero dei trasportatori mentre Km è indice dell’affinità.

max Inoltre, di particolare importanza nel trasporto

Nel la di ffusione fa cilitata, la degli amminoacidi, sono la trans-inibizione e la

concentrazione i ntra cellulare e trans-stimolazione:

extra cellulare sarà uguale quando

verra nno s a turati tutti i • per trans-stimolazione si intende un

tra s portatori (a vvi ene secondo aumento del trasporto all’interno della cellula

gra di ente). se vi è un’elevata concentrazione della molecola

(generalmente sono sistemi di scambio);

Nel tra s porto a ttivo la •

concentrazione i ntra cellulare e per trans-inibizione si intende una

extra cellulare s a rà di versa a diminuzione del trasporto all’interno della

fa vore di quella intracellulare. cellula della molecola man mano che la

concentrazione di essa aumenta. 2

TRASPORTO DI GLUCOSIO Il trasporto di glucosio è mediato da trasportatori, ossia molecole di

membrana che presentano un numero variabile di domini transmembrana

ed un sito intracellulare e extracellulare. Molti trasportatori nella parte

extracellulare sono glicosilati.

La famiglia dei trasportatori del glucosio presenta diversi tipi di cui i più

importanti sono SGLT1, SGLT2 e GLUT4 (S sta per sodio).

SGLT1 e SGLT2

sono trasportatori

presenti sulle