Trasporto

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 molecole idrofobiche O2, CO2 N2 Benzene Piccole molecole polari neutre H2O Glicerolo Etanolo Amminoacidi Glucosio Nucleotidi Grosse molecole polari neutre H+, Na+, HCO3- K+, Ca2+, Cl-, Mg2+ Ioni

Permeabilità di membrana Le piccole molecole non polari (O2,CO2, N2, etc.) attraversano rapidamente 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

Diffusione 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

Osmosi Movimento di acqua attraverso una membrana selettivamente permeabile Da una regione a concentrazione maggiore ad una a concentrazione minore Pressione Osmotica

Direzione del movimento Osmosi [Soluto] in A [Soluto] in B Tonicità Direzione del movimento Maggiore Minore A Ipertonica B Ipotonica B -> A B Ipertonica A Ipotonica A -> B Uguale A e B sono Isotoniche Nessun movimento

Tipi di Trasporto Trasporto Passivo Trasporto Attivo Diffusione Semplice e Facilitata Segue il gradiente di concentrazione Le molecole si muovono “in discesa libera” Trasporto Attivo Muove un soluto contro un gradiente di concentrazione Richiede enzimi e consumo di energia (ATP) Trasporto Vescicolare Invaginazioni delle membrane per formare le vescicole

Proteine di trasporto Trasportano molecole solubili in acqua Proteine Carrier Trasportano ioni Devono subire un cambiamento conformazionale Controllate sia da stimoli esterni sia dalle condizioni interne della cellula Proteine Canale Formano un poro idorfilico, specifico per determinati ioni Acquaporine, trasporto rapido dell’acqua

Concentrazione bassa di soluto Concentrazione alta di soluto Proteine Carrier Nella Diffusione Facilitata rendono la membrana permeabile a ioni e molecole polari Movimento sempre secondo gradiente di concentrazione Glucosio permeasi dei globuli rossi Glucosio fosforilato, non riattraversa la membrana Non contribuisce al gradiente, glucosio entra rapidamente Concentrazione bassa di soluto Concentrazione alta di soluto

TRASPORTO SPECIALIZZATO Diffusione Facilitata Molecole non liposolubili e non in grado di attraversare le membrane Proteine Canale Trasportatori di membrana Diffusione favorita dal gradiente di concentrazione Trasporto passivo Non consuma energia

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)

TRASPORTO SPECIALIZZATO Trasporto Attivo Proteine di membrana specializzate Selettivo Saturabile Richiede energia

Pompa Sodio-Potassio 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 Membrana

Pompe 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-trasporto

Trasporto Secondario 3 tipi diversi Nel trasporto secondario non viene speso direttamente ATP, ma viene sfruttata la differenza di potenziale elettrochimico creata dai trasportatori attivi che pompano ioni al di fuori della cellula Uniporto, Antiporto e Simporto

Uniporto Antiporto Simporto Una sola sostanza che si muove sfruttando la differenza di potenziale Antiporto 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 gradiente Simporto 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

Co-Trasporto Na+/K+-ATPasi mantiene basso il Na intracellulare Richiamo Na+ dall’esterno, attraverso cotrasportatore Na+/Glucosio Diffusione facilitata nel sangue

Trasporto Vescicolare Formazione di vescicole dalla membrana che muovono sostanze dentro e fuori dalla cellula Esocitosi Trasporto al di fuori della cellula Endocitosi Trasporto all’interno della cellula

Esocitosi Prodotti di scarto Particolari prodotti di secrezione Ormoni Fusione delle vescicole con la membrana plasmatica determina Accrescimento

Endocitosi Fagocitosi Letteralmente: la cellula si nutre Particelle di materiale > 250 nm Alcune cellule sono più brave di altre Neutrofili (globuli bianchi) Macrofagi

Endocitosi Endocitosi mediata da recettore Importo specifico di molecole (Ligandi) legate a proteine di membrana (Recettori) Creazione di vescicole rivestite

Endocitosi Pinocitosi Letteralmente: la cellula beve Importo di fluidi che vengono rilasciati nel citosol

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