trasporto. le membrane biologiche sono selettivamente permeabili più una molecola è piccola e...
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TrasportoTrasporto
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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
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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
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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
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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
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Co-TrasportoCo-Trasporto• Na+/K+-ATPasi
mantiene basso il Na intracellulare
• Richiamo Na+ dall’esterno, attraverso cotrasportatore Na+/Glucosio
• Diffusione facilitata nel sangue
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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
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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
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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
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