TrasportoTrasporto

QuickTime™ and a decompressor

are needed to see this picture.

Le membrane biologiche sono selettivamente

permeabili

Le membrane biologiche sono selettivamente

permeabili• Più una molecola

è piccola e solubile nei lipidi e più facilmente attraversa la membrana

• Molecole grosse e polari non diffondono attraverso la membrana

Piccole Piccole molecole molecole

idrofobicheidrofobiche

O2, CO2

N2

Benzene

Piccole Piccole molecole molecole

polari neutrepolari neutre

H2O

GliceroloEtanolo

AmminoacidiGlucosioNucleotidi

Grosse Grosse molecole molecole

polari neutrepolari neutre

H+, Na+,HCO3

-

K+, Ca2+,Cl-, Mg2+

Ioni Ioni

Permeabilità di membrana

Permeabilità di membrana

– Le piccole molecole non polari (O2,CO2, N2, etc.) attraversano

rapidamenterapidamente la membrana•Permeabilità ai gas necessaria per la

respirazione cellulare

– Ioni e molecole non cariche non diffondono per niente

– Molecole polari neutre, diffondono rapidamente se sono piccole abbastanza

H2O Etanolo Glicerolo

Veloce----------------------Lento

DiffusioneDiffusione

•Movimento delle particelle dalla zona a concentrazione più alta a quella a concentrazione più bassa, fino a raggiungere una condizione d’equilibrio

•Nei sistemi biologici equilibrio non viene mai raggiunto

•CO2 prodotta durante la respirazione diffonde

rapidamente e viene rimossa dal circolo sanguigno e non rientra

OsmosiOsmosi

•Movimento di acqua attraverso una membrana selettivamente permeabile

•Da una regione a concentrazione maggiore ad una a concentrazione minore

•Pressione Osmotica

OsmosiOsmosi

[Soluto] in A

[Soluto] in B

Tonicità Direzione del

movimento

Maggiore MinoreA IpertonicaIpertonica

B IpotonicaIpotonica

B -> A

Minore MaggioreB IpertonicaIpertonica

A IpotonicaIpotonica

A -> B

Uguale UgualeA e B sono IsotonicheIsotoniche

Nessun movimento

Tipi di TrasportoTipi di Trasporto• Trasporto PassivoTrasporto Passivo

– Diffusione Semplice e FacilitataDiffusione Semplice e Facilitata

– Segue il gradiente di concentrazione

– Le molecole si muovono “in discesa libera”

• Trasporto AttivoTrasporto Attivo– Muove un soluto contro un gradiente di

concentrazione

– Richiede enzimi e consumo di energia (ATP)

• Trasporto VescicolareTrasporto Vescicolare– Invaginazioni delle membrane per

formare le vescicole

Proteine di trasporto

Proteine di trasporto

• Trasportano molecole solubili in acqua

• Proteine CarrierProteine Carrier– Trasportano ioni– Devono subire un cambiamento

conformazionale– Controllate sia da stimoli esterni

sia dalle condizioni interne della cellula

• Proteine CanaleProteine Canale– Formano un poro idorfilico,

specifico per determinati ioni• AcquaporineAcquaporine,, trasporto rapido

dell’acqua

Proteine CarrierProteine Carrier

Concentrazione bassa di

soluto

Concentrazione alta di

soluto

• Nella Diffusione FacilitataDiffusione Facilitata rendono la membrana permeabile a ioni e molecole polari

• Movimento sempre secondo gradiente di concentrazione– Glucosio permeasiGlucosio permeasi dei globuli rossi

• Glucosio fosforilato, non riattraversa la membrana

• Non contribuisce al gradiente, glucosio entra rapidamente

TRASPORTO SPECIALIZZATOTRASPORTO SPECIALIZZATO• Diffusione FacilitataDiffusione Facilitata

– Molecole non liposolubili e non in grado di attraversare le membrane

– Proteine CanaleProteine Canale• Trasportatori di

membrana

– Diffusione favorita dal gradiente di concentrazione

– Trasporto passivoTrasporto passivo• Non consuma energia

QuickTime™ and a decompressor

are needed to see this picture.

Trasporto Attivo

Trasporto Attivo

• Trasporto contro gradiente di concentrazione

• Cellula richiede alcune sostanze a concentrazione più alta rispetto all’esterno

• Proteine che “pompano” le particelle utilizzando energia (ATP)

• Pompa Sodio-Potassio (Na-K)Pompa Sodio-Potassio (Na-K)

TRASPORTO SPECIALIZZATOTRASPORTO SPECIALIZZATO

• Trasporto AttivoTrasporto Attivo– Proteine di

membrana specializzate

– SelettivoSelettivo

– SaturabileSaturabile

– Richiede energiaRichiede energia

QuickTime™ and a decompressor

are needed to see this picture.

PompaPompaSodio-Sodio-

PotassioPotassio• Presente in tutte le cellule

• Gruppo di proteine che sfruttano una molecola di ATP

• 3 Na out/2 K in

• Interno della cellula carico negativamente

• Crea un Potenziale di Potenziale di MembranaMembrana

QuickTime™ and aMPEG-4 Video decompressor

are needed to see this picture.

Pompe IonichePompe Ioniche

• Sono proteine trans-membrana

• Lavorano modificando la loro conformazione

• Regolano la pressione osmotica della cellula

• Producono energia per attivare il trasporto attivo di altre sostanze,

Fenomeni di co-trasportoFenomeni di co-trasporto

Trasporto SecondarioTrasporto

Secondario• 3 tipi diversi

• Nel trasporto secondario non

viene speso direttamente ATPATP,

ma viene sfruttata la differenza differenza

di potenzialedi potenziale elettrochimico

creata dai trasportatori attivi che

pompano ioni al di fuori della

cellula

– Uniporto, Antiporto e SimportoUniporto, Antiporto e Simporto

• UniportoUniporto

– Una sola sostanza che si muove sfruttando la

differenza di potenziale

• AntiportoAntiporto

– Trasporto contemporaneo di due specie

ioniche o di altri soluti che si muovono in

direzioni opposte attraverso la membrana

• Una secondo gradiente l’altra contro gradienteUna secondo gradiente l’altra contro gradiente

• SimportoSimporto

– Flusso di un soluto secondo gradiente per

muovere un'altra molecola contro gradiente

ma il movimento avviene in questo caso

attraversando la membrana nella stessa

direzione

QuickTime™ and aMPEG-4 Video decompressor

are needed to see this picture.

Co-TrasportoCo-Trasporto• Na+/K+-ATPasi

mantiene basso il Na intracellulare

• Richiamo Na+ dall’esterno, attraverso cotrasportatore Na+/Glucosio

• Diffusione facilitata nel sangue

QuickTime™ and aMPEG-4 Video decompressor

are needed to see this picture.

Trasporto VescicolareTrasporto

Vescicolare

• Formazione di vescicole dalla membrana che muovono sostanze dentro e fuori dalla cellula

• EsocitosiEsocitosi– Trasporto al di fuori della cellula

• EndocitosiEndocitosi– Trasporto all’interno della cellula

EsocitosiEsocitosi• Prodotti di scarto• Particolari

prodotti di secrezione OrmoniOrmoni

• Fusione delle vescicole con la membrana plasmatica determina AccrescimentoAccrescimento

EndocitosiEndocitosi

• FagocitosiFagocitosi

– Letteralmente: la cellula si nutre

– Particelle di materiale > 250 nm

– Alcune cellule sono più brave di altre•Neutrofili (globuli bianchi)Neutrofili (globuli bianchi)

•MacrofagiMacrofagi

QuickTime™ and a decompressor

are needed to see this picture.

EndocitosiEndocitosi

• Endocitosi mediata da Endocitosi mediata da

recettorerecettore

– Importo specifico di

molecole ((Ligandi)Ligandi) legate a

proteine di membrana

(Recettori)(Recettori)

– Creazione di vescicole

rivestite

QuickTime™ and aSorenson Video 3 decompressorare needed to see this picture.

EndocitosiEndocitosi• PinocitosiPinocitosi

– Letteralmente: la cellula beve

– Importo di fluidi che vengono rilasciati nel citosol

Pinocitosi nelle cellule endoteliali

Pinocitosi nelle cellule endoteliali

•Facilmente osservabile nelle cellule endoteliali dei capillari continui•Muscolo, connettivo, ghiandole esocrine e tessuto nervoso (minor numero di vescicole a causa della barriera emato-encefalica)

•Trasporto di macromolecole in entrambe le direzioni

•Le vescicole pinocitotiche posso attraversare al cellula in 2-3 minuti

QuickTime™ and a decompressor

are needed to see this picture.