La membrana cellulare è selettivamente permeabile: riesce ad individuare e a

riconoscere, nell’ambiente esterno , le sostanze che devono entrare nel citoplasma e allo stesso tempo, è capace di espellere le sostanze di scarto del metabolismo conservando l’equilibrio chimico dei liquidi cellulari. I diversi processi che regolano il passaggio delle sostanze attraverso la membrana possono essere di tipo passivo e attivo.

• Le sostanze si spostano dalla zona a maggiore concentrazione a quella a minore concentrazione ,senza consumo di energia,sino al raggiungimento dell'equilibrio. Rientrano in questa tipologia la diffusione semplice, la diffusione facilitata e l’osmosi.

• La diffusione semplice è tipica di molecole piccole e apolari , come N2, O2

e CO2, che riescono a passare tra le maglie lipidiche grazie alla spinta del solo gradiente di concentrazione. Anche l’acqua attraversa la membrana per diffusione semplice, le sue piccole dimensioni pur essendo polare ne favoriscono il passaggio. Trasporto di ossigeno e CO2.

O2

diffusione

Controllo del pH

O2

Shift del cloro

• La diffusione facilitata è simile alla diffusione semplice, ma coinvolge proteine di membrana : le proteine canale e le proteine vettrici (trasportatrici) .Le proteine canale permettono il passaggio di piccole molecole polari come ad esempio le acquoporine ,proteine canale dei batteri , che facilitano il passaggio delle molecole di acqua. Le proteine vettrici riconoscono e legano molecole specifiche,grazie alla complementarietà della forma,perciò sono proteine selettive per una particolare sostanza. E' questa la modalità di trasporto del glicerolo e dell'etanolo. La diffusione facilitata dipenderà oltre che dalla concentrazione anche dal numero delle proteine canale o vettrici.

• L'osmosi è il passaggio di acqua attraverso una membrana semipermeabile ,da una soluzione a minore concentrazione ad una soluzione a maggior concentrazione, ristabilendo l’equilibrio tra le due soluzioni.

• La membrana plasmatica è semipermeabile,cioè risulta permeabile all'acqua ma non alle molecole disciolte nei liquidi cellulari o extracellulari.

In base alle condizioni di concentrazione sono distinguibili tre diversi casi:

• I processi di tipo attivo avvengono con consumo di energia, permettono il trasferimento delle sostanze contro gradiente di concentrazione,sono trasporti non equilibranti,mantengono le differenze di concentrazioni tra l'interno e l'esterno della cellula.

• Il trasporto attivo è mediato da proteine di membrana specifiche,dette proteine “carriers”,che riconoscono in modo selettivo e complementare il substrato e ne permettono il trasferimento dalla parte opposta. E'questa la modalità di trasporto degli ioni(Na+,,K+,Cl-, Ca++ecc.),e molecole idrosolubili, polari(AA,corte catene peptidiche,carboidrati ,ecc.).

• Due particolari forme di trasporto attivo sono: l’endocitosi e l’esocitosi.

• Endocitosi: la membrana plasmatica avvolge il materiale da introdurre, trasportandolo all’interno della cellula in strutture vescicolari derivate dalla membrana stessa. Si distinguono due forme: la fagocitosi e la pinocitosi.

• Esocitosi: le vescicole membranose formatesi a livello dei sistemi di membrana interni, come l’apparato di Golgi, si fondono alla membrana plasmatica, scaricando all’esterno il proprio contenuto. Con questo meccanismo le cellule possono trasportare all' esterno varie molecole come i neurotrasmettitori o altri prodotti cellulari o scarti metabolici .

• La fagocitosi permette l’ingresso di strutture molto grosse per mezzo dell’espansione della membrana verso l’esterno e la formazione di vescicole o di vacuoli alimentari. Questi ,una volta all'interno del citoplasma, si uniscono ai lisosomi,che effettuano la demolizione delle macromolecole presenti.

• La pinocitosi assicura invece l’assunzione di goccioline di liquidi extracellulari, contenenti ioni e piccole molecole, attraverso l’introflessione di vescicole di piccole dimensioni.

Un terzo tipo di endocitosi è l'endocitosi mediata da recettori,che consente l'ingresso di molecole specifiche che si legano ai recettori di membrana,formando un complesso proteina -recettore che attiva l'endocitosi.

Progetto: “Aiutami a conoscere”Disciplina: Biologia

Autori attività: Fella, Tricarico, Parlangeli e Totaro.Docente: Perrone Vita