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La membrana plasmatica. globuli rossi I globuli rossi rappresentano un sistema ideale per lo studio della membrana plasmatica.

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Presentazione sul tema: "La membrana plasmatica. globuli rossi I globuli rossi rappresentano un sistema ideale per lo studio della membrana plasmatica."— Transcript della presentazione:

1 La membrana plasmatica

2 globuli rossi I globuli rossi rappresentano un sistema ideale per lo studio della membrana plasmatica

3 Plasmalemma di globulo rosso

4 Due membrane adiacenti Cellula 1 Cellula 2 Membrana Spazio intercellulare

5 Membrana plasmatica: Generalità Costituisce il limite esterno della cellula e svolge funzioni di: –Isolamento fisico –Regolazione degli scambi –Sensibilità –Supporto strutturale

6 Struttura della membrana (modello a mosaico fluido) Citoplasma Fluido extracellulare Doppio strato fosfolipidico proteine canale

7 Il doppio strato fosfolipidico coda non polare (idrofoba) testa polare (idrofila) …acqua… sigillo impermeabile

8 Le membrane biologiche contengono colesterolo Colesterolo nel doppio strato lipidico; il colesterolo aiuta a rendere la membrana impermeabile alle piccole molecole solubili in acqua e mantiene la membrana flessibile in un ampio intervallo di temperature

9 proteine di membrana proteina estrinseca aderente ma non immersa nel doppio strato fosfolipidico

10 proteine di membrana proteina intrinseca proteina intrinseca transmembrana attraversa la membrana da parte a parte parzialmente o interamente immersa nel doppio strato fosfolipidico

11 Proteine di membrana CANALI ENZIMI RECETTORI TRASPORTATORI

12 Teste polariInterno idrofobicoTeste polari Lunghezza delle catene aciliche Maggiore lunghezza = minore fluidità Insaturazione degli acidi grassi Magg. insat = Magg. fluidità Oleato Testa polare Regione Irrigidita dal colesterolo Regione Più fluida Colesterolo Magg. Colesterolo = Minore Fluidità Proteine Diminuiscono la fluidità Membrane cellulari: Fattori che determinano la fluidità del doppio strato Temperatura Minore T = Minore fluidità Teste polariInterno idrofobicoTeste polari

13

14 Modello di membrana di Singer e Nicolson (a mosaico fluido, 1972)

15 Membrana plasmatica: Struttura Composta principalmente di –Fosfolipidi –Proteine –Glicolipidi –Colesterolo Precisa organizzazione strutturale –Doppio strato fosfolipidico –Proteine intrinseche ed estrinseche

16 intra-extra la membrana plasmatica separa linterno della cellula dallo spazio extracellulare il fluido che riempie la cellula (citosol) ha una composizione diversa dal fluido extracellulare

17 Citosol K+ Na+ Proteine e aminoacidi Fluido extracellulare carboidrati lipidi Consistenza simile a uno sciroppo o a una gelatina alcune componenti si trovano in concentrazioni maggiori allinterno della cellula altre sono più concentrate nello spazio extracellulare

18 in che modo vengono generate e mantenute le differenti concentrazioni di sostanze fra ambiente extracellulare e citosol?

19 Quali meccanismi regolano il movimento di sostanze fra due compartimenti qualsiasi? Prima di affrontare il tema del trasporto di sostanze attraverso la membrana plasmatica… per esempio, cosa regola il movimento di bagnanti fra due spiagge contigue?

20 diffusione semplice

21 se molti individui sono concentrati in una spiaggia…

22 …e il passaggio dalluna allaltra è libero...

23 …i bagnanti tenderanno rapidamente a distribuirsi in numero approssimativamente uguale nelle due spiagge

24 se molti individui sono concentrati in una spiaggia… La diffusione semplice è il movimento netto di sostanze da unarea a concentrazione maggiore a unarea a concentrazione minore

25 diffusione facilitata

26 questa spiaggia è popolata da bambini e da lottatori di sumo

27 mentre i bambini passano facilmente fra i paletti di recinzione, i lottatori devono usare speciali porte girevoli

28 il passaggio dei lottatori è facilitato dalle porte girevoli ma se i lottatori di sumo sono molti, si crea una coda davanti ai passsaggi e ci vorrà più tempo perché fra le due spiagge sia raggiunto lequilibrio.

29 osmosi

30 Per comprendere meglio losmosi, torniamo per un momento al meccanismo di diffusione semplice, immaginando di condurre un piccolo esperimento...

31 questo recipiente è diviso in due da un filtro e contiene, nel comparto di sinistra, unalta concentrazione di una sostanza in grado di attraversare il filtro. lequilibrio di concentrazione viene ristabilito dal rapido passaggio di tale sostanza attraverso la membrana. questa è la diffusione semplice

32 Il filtro che divide questo recipiente, invece, non consente il passaggio di detta sostanza (le sue maglie sono troppo fini). lequilibrio di concentrazione viene ristabilito grazie al passaggio di acqua (solvente) dal compartimento di destra a quello di sinistra. questa è losmosi

33 Osmosi E la diffusione delle molecole dacqua (solvente) attraverso una membrana Si verifica attraverso una membrana permeabile allacqua ma non ai soluti Per osmosi, lacqua attraversa una membrana verso il comparto a maggiore concentrazione di soluti

34 Torniamo alla cellula.....e al passaggio di sostanze fra i due lati della membrana plasmatica

35 Diffusione semplice Citoplasma Fluido extracellulare la diffusione attraverso la membrana può avvenire attraverso il doppio strato fosfolipidico oppure attraverso i canali proteici

36 Quali sostanze passano per diffusione semplice? Citoplasma Alcol Glucoso Acqua sostanze polari come lacqua e piccoli ioni utilizzano invece specifici canali proteici alcune sostanze dotate di liposolubilità come lalcol possono attraversare il sigillo idrofobo rappresentato dalle code apolari dei fosfolipidi molte sostanze, tuttavia, non possono attraversare la membrana senza un aiuto speciale...

37 Processi passivi: diffusione facilitata Certi composti (troppo grandi per passare attraverso i canali di membrana) possono essere passivamente trasportati da PROTEINE VETTRICI

38 Diffusione facilitata 1 Aggancio della molecola alla proteina vettrice

39 Diffusione facilitata 2 Liberazione della molecola nel citoplasma Cinetica di saturazione saturazione

40 Cinetica di saturazione Se la concentrazione di glucoso da un lato della membrana sale rapidamente, tutte le proteine vettrici possono risultare occupate: la velocità di passaggio del soluto diventa costante (come accade con una folla di persone al passaggio di un numero limitato di porte girevoli)

41 le vie di passaggio attraverso la membrana plasmatica

42 Osmosi e cellule Oltre ai soluti, anche il solvente della materia vivente, lacqua, diffonde da un lato allaltro della membrana plasmatica.Oltre ai soluti, anche il solvente della materia vivente, lacqua, diffonde da un lato allaltro della membrana plasmatica. Lacqua è spinta in un senso o nellaltro dalleventuale presenza di pressione osmotica, creata dalla differenza di concentrazione di soluti che non attraversano la membranaLacqua è spinta in un senso o nellaltro dalleventuale presenza di pressione osmotica, creata dalla differenza di concentrazione di soluti che non attraversano la membrana Questo effetto ha risvolti importanti, per esempio, in seguito a rapide variazioni di concentrazione del plasma sanguigno...Questo effetto ha risvolti importanti, per esempio, in seguito a rapide variazioni di concentrazione del plasma sanguigno...

43 Osmosi e globuli rossi se il fluido extra- cellulare è... –Ipotonico –Isotonico –Ipertonico Leffetto sui globuli rossi è... Emolisi Nessuno Dentellatura

44 processi di trasporto passivi diffusione (semplice e facilitata) e osmosi sono in quanto non implicano un dispendio energetico

45 Richiedono molta energia, ma… Consentono di spostare sostanze contro un gradiente (di concentrazione, elettrico, ecc.) Processi di trasporto attivo

46 trasporto attivo

47 Pompa di scambio Na-K 3 Na + 2 K + ATPADP Canali per micron 2 : 4 K 100 Na 1000 pompe Na-K Fino al 40% dellenergia di una cellula a riposo

48 La presenza di pompe ioniche provoca... proteina Canale per il sodio Pompa sodio-potassio Canale per il potassio

49 distribuzione asim- metrica di ioni K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ Na + Cl - proteina le pompe ioniche determinano e mantengono gradienti di concentrazione ai due lati della membrana i canali di membrana sono attraversati dagli ioni passivamente, a seconda dei loro gradienti

50 Potenziale transmembrana mV La asimmetria nella distribuzione di ioni carichi elettricamente è allorigine di una differenza di potenziale fra i due lati della membrana che si trova normalmente in tutte le cellule

51 endocitosi ed esocitosi molecole e particelle di dimensioni rilevanti non possono attraversare la membrana nei modi appena descritti. la cellula è tuttavia in grado di catturare o di espellere tali sostanze attraverso un tipo diverso di trasporto attivo transmembrana... trasportoattivo

52 endocitosi

53 esocitosi

54 endocitosi ed esocitosi

55 Endocitosi mediata dai recettori endocitosi vescicola rivestita fusione endo- lisosoma ligandi rimossi distacco ritorno alla superficie ligandi recettori ligandi adesi ai recettori

56 Pinocitosi e fagocitosi Pinocitosi (cellula che beve) –Formazione di vescicole riempite di fluido extracellulare –Processo non specifico come lendocitosi mediata da recettore, ma molto comune Fagocitosi (cellula che mangia) –Produzione di vescicole contenenti materiali solidi (anche grandi come la cellula stessa) –Operata solo da cellule del sistema immunitario

57 Riassunto: Processi attivi di trasporto transmembrana pompe ioniche endocitosi –endocitosi mediata da recettori –pinocitosi –fagocitosi esocitosi


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