Trasporto passivo, attivo,esocitosi, endocitosi

Membrane biologiche

Introduzione

Le membrane biologiche sono selettivamente permeabili, ovvero scelgono da cosa lasciarsi permeare, attraversare. Si tratta di un evoluto meccanismo di controllo, sviluppato dalle cellule sui materiali che entrano nell'organismo: le piccole molecole apolari possono attraversare liberamente la membrana, perché la chimica dei due soggetti (molecola apolare e membrana) è simile [è un'idea abbastanza intuitiva quella che il simile accetta il simile]; invece, le molecole più complesse, quelle grandi, polari, elettricamente cariche sono armi a doppio taglio, possono essere fondamentali per la sopravvivenza della cellula, come possono essere mortali: tutto dipende dalla capacità della cellula di selezionare ciò che le serve.

Tutte le sostanze fondamentali, impermeabili alla membrana, penetrano nella cellula attraverso proteine di trasporto altamente specifiche:

• Proteine trasportatrici propriamente dette: formano tunnel attraverso la membrana, l'apertura/chiusura di questi tunnel è controllata da variazioni elettriche o stimoli chimici o sollecitazioni meccaniche.
• P. Carrier: legano ioni o molecole, subiscono cambiamento di conformazione (per effetto del legame), trasferiscono attraverso la membrana la sostanza, quindi la rilasciano.
• Porine: sono proteine a foglietto-beta ripiegato a barilotto, finalizzati al trasporto di acqua e vari soluti.
• Acquaporine: come le porine, ma specializzati per l'esclusivo trasporto di molecole d'acqua.
• Trasportatori ABC (=ATP binding cassette= trasportatori a "cassetta" leganti ATP): usano l'energia, ricavata dall'idrolisi dell'ATP per il trasporto attraverso la membrana. Nell'uomo sono stati individuati 48 tipi. Sono fondamentali, mutazioni sui geni che codificano per queste proteine sono associate a numerose e gravi patologie.

Trasporto passivo

Ma, non è l'uso della particolare proteina a determinare il tipo di trasporto, lo è bensì il gradiente di concentrazione. Il gradiente è la differenza di concentrazione di una sostanza tra due regioni.

La diffusione è il processo fisico basato sul movimento delle sostanze tra due regioni secondo la direzione che porta all'annullamento del gradiente, ovvero, che porta all'equilibrio di concentrazione, che è anche un equilibrio dinamico.

Il trasporto passivo è qualsiasi movimento delle sostanze, tra due distinte regioni, che avviene secondo gradiente di concentrazione, ovvero in direzione dell'annullamento di questo gradiente. Il trasporto passivo ha il vantaggio che non richiede alla cellula di impegnare ATP (=adenosina-tri-fosfato= una moneta energetica che la cellula faticosamente costruisce), se non indirettamente qualche volta, questo perché le sostanze possono muoversi seguendo il "naturale flusso" della diffusione.

Per essere più specifici dobbiamo sottolineare che è sbagliato parlare del trasporto passivo come di un processo che non richiede energia e del trasporto attivo come di un processo che richiede energia: in realtà il primo usa l'energia potenziale, data dal gradiente di concentrazione (l'energia potenziale viene annullata al momento dell'annullamento del gradiente), il secondo quella chimica della molecola di ATP.

Tipi di trasporto passivo

• Diffusione semplice
• Osmosi
• Diffusione facilitata