Trasporto Le membrane biologiche sono selettivamente permeabili Pi

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 O 2, CO 2 N 2 Benzene Piccole molecole polari neutre H 2 O Glicerolo Etanolo Grosse molecole polari neutre Amminoacidi Glucosio Nucleotidi Ioni H+, Na+, HCO 3 K+, Ca 2+, Cl-, Mg 2+

Permeabilità di membrana – Le piccole molecole non polari (O 2, CO 2, N 2, 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 H 2 O 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 • CO 2 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

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

Tipi di Trasporto • Trasporto Passivo – 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

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, 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 – 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