Trasporto di membrana

Trasporto di membrana

L'interno idrofobico del doppio strato di lipidi impedisce il passaggio alla maggior parte delle molecole polari, per tale motivo le cellule hanno dovuto evolvere dei meccanismi di trasporto.

I principi del trasporto

È possibile classificare il trasporto in passivo e attivo. La molecola da trasportare attraversa la membrana seguendo il gradiente di concentrazione mediante un processo chiamato trasporto passivo o diffusione facilitata. Alcuni soluti devono essere trasportati contro gradiente elettrochimico (d.d.p. + gradiente di concentrazione) attraverso il trasporto attivo.

La velocità di diffusione varia secondo le dimensioni della molecola (più piccola è la molecola, meno fortemente si lega all’acqua, più rapidamente diffonde attraverso il doppio strato). Piccole molecole non polari diffondono rapidamente (diffusione facilitata) come ossigeno, anidride carbonica e azoto. Piccole molecole polari prive di carica diffondono attraverso il doppio strato, però più lentamente, come acqua e urea.

I doppi strati lipidici sono altamente impermeabili a molecole cariche (ioni) poiché la carica e l’alto grado di idratazione impediscono di entrare nella fase idrocarburica del doppio strato.

Trasportatori e canali

Come già accennato, non tutte le molecole attraversano la membrana per diffusione. Proteine di trasporto di membrana sono responsabili del trasferimento di questi soluti attraverso le membrane. Le proteine di trasporto si trovano in molte forme e sono specifiche per determinati soluti. La malattia cistinuria è causata da proteine incapaci di trasportare certi amminoacidi, compresa la cistina, dall’urina o dall’intestino nel sangue causando calcoli di cistina nei reni.

Tutte le proteine di trasporto sono proteine transmembrana a passaggi multipli, permettendo a soluti specifici di attraversare la membrana senza entrare in contatto diretto con l’interno idrofobico.

Le due classi principali di proteine sono i trasportatori e i canali. I trasportatori (carrier) si legano al soluto specifico e subiscono una serie di modificazioni conformazionali per trasferire il soluto attraverso la membrana. I canali formano pori acquosi attraverso il doppio strato permettendo il passaggio di soluti. Il trasporto attraverso i canali avviene a velocità maggiore rispetto a quella dei trasportatori.

Il trasporto attivo è mediato da trasportatori, chiamati anche pompe, che sfruttano l’idrolisi di ATP per il trasporto. Il trasporto attraverso i canali è sempre passivo, mentre quello mediato da trasportatori può essere sia attivo che passivo.