Definizione di Trasporto Cellulare Attivo/Passivo (attraverso la membrana)

Le cellule sono le unità di base della struttura della vita. Sono come piccole città piene di attività e, proprio come in una città, di trasporti e scambi di materiali tra l'esterno e l'interno è essenziale affinché tutto funzioni e deve essere rigorosamente controllato. La membrana cellulare è la barriera che separa la cellula dal mondo esterno, e tutte le sostanze che entrano ed escono dalle cellule devono attraversarla, occupandosi di regolarne il passaggio.

La membrana cellulare: una frontiera selettiva

La membrana è come un filtro che permette il passaggio di alcune sostanze e ne blocca altre. E' composto da un doppio strato di un tipo di lipide noto come fosfolipidi con proteine ​​incorporate in esso. Queste proteine ​​sono le proteine ​​di trasporto e, come indica il loro nome, facilitano il passaggio delle sostanze controllando i flussi che entrano ed escono dalla cellula.

Alcune proteine ​​portatrici canali di forma, paragonabili a cancelli, che si aprono o si chiudono per consentire il passaggio dei materiali. Sono

proteine ​​del canale si aprono e si chiudono in base alle esigenze delle cellule e rispondono a una moltitudine di segnali. Questo tipo di proteina partecipa a un tipo di trasporto cellulare noto come trasporto facilitato passivo o diffusione facilitata.

Esistono altri tipi di proteine ​​trasportatrici, note come bombe e agiscono in modo simile a una catapulta, che cattura una molecola da un lato e la lancia verso l'altro lato della membrana. Questi tipi di proteine ​​agiscono durante il Trasporto attivo.

Gradienti di concentrazione: la forza motrice del trasporto cellulare

Su entrambi i lati della membrana è presente una soluzione acquosa (questo significa che il solvente è acqua) di molecole organiche e minerali. Per ciascuna delle sostanze presenti, la soluzione ha a diversa concentrazione; cioè, c'è una certa quantità di soluto disciolto.

Ad esempio, se prepariamo due bicchieri di limonata in un bicchiere da 250ml (la quantità di liquido che entra in un bicchiere) ma uno dei bicchieri ha mettiamo 2 cucchiai di zucchero e gli altri 4, quello con 4 cucchiai sarà sicuramente troppo dolce e la concentrazione zuccherina sarà alta. L'altro bicchiere avrà una concentrazione inferiore e avrà un sapore meno dolce. Se mescoliamo il contenuto di entrambi i bicchieri, il sapore della miscela sarà omogeneizzato a metà tra le due soluzioni, e possibilmente ora abbiamo mezzo litro di limonata al punto giusto zucchero. Questo è un esempio di come i soluti scendono lungo il gradiente di concentrazione. Mescolando i bicchieri, le molecole di zucchero si spostavano dalla soluzione più concentrata a quella meno concentrata, fino a quando l'intera soluzione raggiungeva la stessa concentrazione e il movimento si interrompeva.

trasporto passivo

Il trasporto passivo è come aprire il rubinetto e lasciare semplicemente che l'acqua scorra in maniera incontrollata. senza sprecare energia. In questa fase, le sostanze scendono lungo il loro gradiente di concentrazione, cioè da dove c'è più concentrazione a dove ce n'è meno, fino a raggiungere l'equilibrio, come nell'esempio dei bicchieri di limonata. Esistono due tipi di trasporto passivo: diffusione semplice e diffusione facilitata.

Diffusione semplice

In questo tipo di trasporto, piccole molecole, come l'ossigeno e l'anidride carbonica, attraversano la membrana cellulare lungo il loro gradiente di concentrazione.

Questo processo è simile all'esempio dei bicchieri di limonata o quando l'odore di un profumo si diffonde attraverso un stanza: le molecole si spostano da dove c'è più profumo a dove ce n'è meno finché il profumo non si disperde uniformemente.

Diffusione facilitata

Le molecole più grandi o cariche elettricamente non possono attraversare la membrana e hanno bisogno di aiuto per attraversarla. Questo è dove il proteine ​​trasportatrici di canali.

IL Le molecole attraversano i canali lungo il gradiente., ma quei canali possono essere chiusi o aperti in risposta alle condizioni cellulari. Se il canale è chiuso, anche se c'è un gradiente di concentrazione su entrambi i lati della membrana, non ci sarà movimento.

Osmosi

È la semplice diffusione dell'acqua attraverso la membrana cellulare.. L'acqua ha un'incredibile capacità di passare attraverso i grassi di membrana, il che significa che le cellule devono controllare attentamente il loro contenuto d'acqua.

Se una cellula si trova in un ambiente più salato rispetto al suo interno, l'acqua fuoriesce dalla cellula per diluire il sale esterno, il che può portare al restringimento cellulare. Se invece l'ambiente esterno è meno salato, l'acqua entrerà nella cella, provocandone il rigonfiamento e la possibile rottura. Per evitare questo, le cellule vegetali hanno una parete cellulare rigida che contiene la cellula e le impedisce di aumentare di volume oltre un limite.

cellule animali senza parete, devono trovarsi in un ambiente a salinità strettamente controllata, altrimenti potrebbero subire a shock osmotico e morire. Per questo motivo l'equilibrio salino del sangue, che è responsabile del sistema escretore, è molto importante.

Trasporto attivo ed esempi

A differenza del trasporto passivo, il trasporto attivo richiede dispendio energetico. Le cellule utilizzare l'energia per spostare le sostanze contro il loro gradiente di concentrazione, cioè da dove c'è meno concentrazione a dove ce n'è di più. Le cellule utilizzare l'energia per attivare le proteine ​​della pompa, le catapulte di cui parlavamo quando abbiamo accennato alla struttura della parete cellulare.

Durante il trasporto attivo, le proteine ​​trasportatrici consumano energia direttamente per poter pompare sostanze contro il loro gradiente. Ioni e sali minerali sono sostanze che a volte si muovono contro il loro gradiente mediante processi di questo tipo. Un esempio è la pompa sodio-potassio, fondamentale per il funzionamento dei muscoli e dei neuroni.

Altre volte, le proteine ​​portatrici funzionano accoppiate al trasporto passivo. In questo caso lo scalino a favore del gradiente dà una "spinta" ovvero trascina la sostanza che attraversa contro il suo gradiente. È come se si usasse un'inerzia per andare avanti. Un esempio è il trasporto del glucosio nelle cellule intestinali, dove il sodio viene pompato fuori dalla cellula una pompa sodio-potassio, generando un gradiente che permette al glucosio di entrare nella cellula sfruttandolo "spingere".

endocitosi

Un altro meccanismo di trasporto attivo è l'endocitosi, anch'esso trasporta sostanze contro il suo gradiente, ed è usato per particelle più grandi, delle dimensioni di un batterio o di una cellula. In questo caso, la cellula “ingoia” la particella. Questo meccanismo è il principale forma di cibo per gli organismi unicellulari e alcune delle cellule del sistema immunitario, note come macrofagi, mangiano gli agenti invasori del corpo.

Esistono altri meccanismi di trasporto, ma i meccanismi esposti sono i principali ei più comuni nelle cellule.