Comunicazione fra cellula e ambiente

Presentazione sul tema: "Comunicazione fra cellula e ambiente"— Transcript della presentazione:

1 Comunicazione fra cellula e ambiente

2 Omeostasi Capacità di un organismo di mantenere costanti le condizioni chimico-fisiche interne anche al variare delle condizioni ambientali esterne. Il termine "omeostasi" fu coniato da Walter Cannon nel 1926, in riferimento alla capacità del corpo di regolare la composizione e il volume del sangue e, di conseguenza, di tutti i fluidi extracellulari in cui sono immerse le cellule; deriva dal greco ómoios, "simile", e stasis, "posizione"

3 Omeostasi Tutti gli organismi presentano meccanismi omeostatici a livello di ogni singola cellula, in quanto, per vivere, le componenti di una cellula devono essere mantenute a concentrazioni più o meno uniformi. La membrana cellulare è responsabile del controllo delle sostanze che entrano ed escono dalla cellula: le sostanze essenziali al metabolismo devono poter entrare i materiali di scarto devono poter uscire prima di raggiungere concentrazioni tossiche

4 Omeostasi nella cellula: meccanismi di trasporto
Per mantenere costanti i propri equilibri biochimici, la cellula possiede diversi tipi di meccanismi di trasporto: Passivo: non vi è consumo di energia attivo: è richiesto un apporto energetico. l'omeostasi può essere inteso come un continuo sforzo dell’organismo e delle sue unità costitutive per mantenere le proprie caratteristiche rispetto all'ambiente esterno e la propria identità biologica.

5 Il trasporto attraverso la membrana
Il passaggio delle sostanze attraverso la membrana può avvenire per: trasporto passivo (senza dispendio di energia) trasporto attivo (con impiego di energia)

6 Diffusione semplice Trasporto passivo Diffusione facilitata Osmosi.

7 Diffusione semplice

8 [concentrazione elevata]
Una sostanza si sposta seguendo il gradiente di concentrazione : dalla zona più concentrata alla zona meno. [concentrazione elevata] [concentrazione minore]

9 Lo scambio dei gas negli alveoli polmonari avviene per diffusione
Oxygen diffuses from the alveoli into the capillaries because there is a higher concentration of oxygen in the alveoli than in the blood of the capillaries.

10 Permeabilità selettiva
Il doppio strato di lipidi è permeabile: Alle molecole molto piccole (H2O, CO2, O2) Alle molecole liposolubli (Idrofobe, non polari) Il doppio strato di lipidi è impermeabile: Alle grosse molecole e alla maggior parte delle molecole solubili in acqua. Agli ioni (K+, Cl-, Na+ )

11 Diffusione facilitata
La diffusione avviene grazie ad una proteina di trasporto. N .B. Non vi è dispendio di energia Avviene secondo il gradiente di concentrazione

12 Formano un canale attraverso la membrana
Alcune proteine di mebrana permettono il passaggio delle sostanze non liposolubili : Oppure Si legano a molecole trasportatrici (carrier) che le trasportano attraverso la membrana

13 N.B. I canali sono generalmente selettivi : una sola ben precisa sostanza li può attraversare e nessun’altra.

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15 Certi canali possono aprirsi e richiudersi :

16 Esempio: Canale ionico che permette il passaggio di anioni

17 Trasportatori di membrana:
Possono crearsi e distruggersi rapidamente Certi possono chiudersi ed aprirsi ==> Cambiano la permeabilità della membrana Sono spesso molto selettivi

18 Esempio di proteine di trasporto
Canale chiuso Canale aperto

19 Membrana permeabile all’acqua ma impermeabile al soluto
Osmosi Soluzone concentrata = ipertonica Soluzione diluita = ipotonica Membrana permeabile all’acqua ma impermeabile al soluto

20 L’acqua si sposta dal lato ipotonico (diluito) al lato ipertonico (concentrato)

21 L ’osmosi: è l’acqua che si sposta seguendo il suo gradiente di concentrazione

22 Ipertonica Ipotonica

23 Globuli rossi in soluzioni:
Isotonica Ipotonica Ipertonica

24 Globuli rossi in mezzo Ipertonico

25 Liquido interstiziale LIQUIDO INTRACELLULARE SANGUE
L’osmosi gioca un ruolo importante nello spstamento dei liquidi all’interno dell’organismo Liquido interstiziale LIQUIDO INTRACELLULARE SANGUE

26 Un pesce vive nell’acqua di mare
Un pesce vive nell’acqua di mare. Il mare è un mezzo ipo, iper o isotonico? Acqua (per osmosi) L’acqua di mare è Ipertonica Sale (per diffusione) Come può sopravvivere il pesce?

27 Trasporto attivo : Assomiglia alla diffusione facilitata (necessita di un trasportatore) MA: Richiede energia Può avvenire in senso contrario al gradiente di concentrazione Necessita di un trasportatore (proteina di trasporto)

28 Trasporto attivo

29 Pompa Sodio-Potassio

30 Pompa Sodio-Potassio

31 Pompa Sodio-Potassio

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33 Il Trasporto attivo permette alle cellule di conservare un ambiente interno differente dalla composizione dell’ambiente esterno :

34 Trasporto mediato da vescicole
Esocitosi Endocitosi

35 Endocitosi Esocitosi

36 Endocitosi L’endocitosi è il processo cellulare tramite il quale il materiale che deve essere introdotto nella cellula viene circondato da vescicole di membrana o da vacuoli e riversato nel citoplasma. Si parla di endocitosi mediata da recettori quando il passaggio di molecole specifiche all’interno della cellula avviene tramite un’introflessione della membrana cellulare che forma una vescicola membranosa. Le vescicole contengono i recettori e le molecole da essi trasportate.

37 endocitosi mediata da recettori

38 endocitosi mediata da recettori
Receptor-mediated endocytosis is a form of pinocytosis. The substance to be taken in binds with a specific receptor protein, which migrates to a pit or is already in a coated pit. The resulting vesicle contains the substance and the receptor. Receptor-mediated endocytosis is responsible for cells taking uplow-density lipoprotein (LDL) when LDL receptors gather in a coated pit. In individuals with a genetic disorder called familial hypercholesterolemia, the LDL receptor is unable to properly bind to the coated pit, and cells are unable to take up cholesterol. Cholesterol accumulates in the walls of arterial blood vessels, causing severe health problems.

39 Caso particolare di endocitosi: la Fagocitosi
Fagocitosi = Endocitosi di una grossa struttura Fagocitosi di un batterio

40 Caso particolare di endocitosi: la Pinocitosi
Pinocitosi = Endocitosi sostanze liquide

41 Esocitosi la cellula può secernere materiale all'esterno tramite esocitosi. Nell'esocitosi, vescicole contenenti le sostanze da espellere si fondono con la membrana plasmatica.