Produzioni vegetali - il vacuolo

Vacuolo

Il vacuolo è un compartimento presente nelle cellule vegetali adulte, delimitato da una membrana semipermeabile (tonoplasto) e contenente una soluzione acquosa detta succo vacuolare. In una cellula vegetale adulta completamente distesa e ben idratata, occupa fino al 90% del volume cellulare. La pianta è un organismo sessile e per nutrirsi deve raggiungere grandi dimensioni che ottiene attraverso una crescita indeterminata.

Il numero dei vacuoli e il loro contenuto variano da cellula a cellula, da specie a specie e con il variare dello stadio fisiologico di sviluppo; infatti, nei tessuti embrionali non sono presenti o sono comunque di poca importanza. I fenomeni osmotici all'interno della cellula sono guidati dal vacuolo.

Equilibrio osmotico

Il succo vacuolare e il citoplasma della cellula vegetale sono in equilibrio osmotico: li consideriamo perciò come un tutto unico che rappresenta l'insieme della fase acquosa del protoplasto. Il protoplasto, ipertonico rispetto al fluido che bagna la parete cellulare, tende a richiamare acqua e si rigonfia, esercitando una pressione sulla parete (pressione di turgore). La parete cellulare rigida a sua volta esercita una pressione (opposta) sull'acqua contenuta nel protoplasto (pressione di parete). Quando le due forze si equivalgono, tale pressione si oppone all'ulteriore entrata di acqua e la cellula vegetale non scoppia anche se bagnata da una soluzione ipotonica.

Crescita della cellula vegetale

Le proprietà osmotiche del vacuolo determinano una particolare modalità di crescita della cellula vegetale, che può accrescersi per distensione o per divisione. Per divisione cellulare attraverso il processo di mitosi nei tessuti embrionali, mentre per distensione quando la cellula ancora giovane aumenta di dimensioni e contemporaneamente si differenzia a cellula adulta.

Nella cellula ancora giovane, la parete è plastica ed è in grado di assecondare la spinta dovuta al rigonfiamento del vacuolo. La parete mantiene il suo spessore grazie alla deposizione di nuovi componenti polisaccaridici. Nella cellula adulta, che ha completato la deposizione dei componenti di parete, questa è relativamente rigida e non più in grado di deformarsi. Le variazioni di contenuto di acqua del vacuolo non determinano più la crescita, ma solo lo stato di pieno turgore o di plasmolisi.

Proprietà del tonoplasto

Le proprietà osmotiche del vacuolo sono legate alla presenza di una membrana semipermeabile che lo delimita, il tonoplasto. Il tonoplasto ha origine dal reticolo endoplasmatico e quindi si può considerare come facente parte del sistema delle endomembrane. A livello del tonoplasto sono localizzate specifiche proteine di trasporto, la cui attività contribuisce anche a mantenere l'equilibrio cellulare.