La membrana plasmatica e il potenziale di membrana Flashcards
funzioni della membrana plasmatica
mantiene la composizione interna e offre il passaggio selettivo di sostanze tra lic e lec per mantenere le concentrazioni ioniche
conformazione membrana plasmatica
sandwich: due strati scuri separati da uno centrale chiaro
doppio strato lipidico nella membrana
fluido e non rigido -> in costante movimento così la cellula può cambiare forma
colesterolo nella membrana
si trova fra le molecole di fosfolipidi per impedire la cristallizzazione della membrana (immobilità)
proteine nella membrana
inserite o attaccate al doppio strato lipidico
carboidrati nella membrana
superficie esterna delle cellule, sono legati a proteine e lipidi
importanza del doppio strato lipidico
- barriera della membrana
- barriera per le sostanze idrosolubili
- responsabile della fluidità della membrana
ruolo delle proteine di membrana
canali, trasportatori, accettori per i marcatori di ancoraggio, enzimi legati alla membrana, recettori, CAM
proteine come canali
canali di fuga (passivi): sempre aperti
canali a cancello: possono aprirsi o chiudersi nei confronti dello ione specifico
proteine come trasportatori
trasferiscono attraverso la membrana sostanze che sono incapaci di attraversarla sole
proteine come accettori per i marcatori di ancoraggio
si legano con le vescicole secretori
proteine come enzimi legati alla membrana
le cellule sono specializzate nei tipi di enzimi legati alla membrana che possiedono
proteine come recettori
riconoscono e legano molecole specifiche. Questo legame innesca una serie di eventi che alterano l’attività di una particolare cellula
proteine come CAM
protrudono dalla superficie della membrana e formano uncini tramite cui le cellule aderiscono una all’altra. Altre protrudono dalla superficie interna della membrana e la connettono all’impalcatura
CAM
molecole di adesione cellulare
carboidrati come marchio di tipo cellulare
l’associazione di catene di zucchero che si proietta dalle proteine di membrana permette alla cellula di riconoscere le altre cellule dello stesso tipo. Importante durante lo sviluppo embrionale
carboidrati implicati nella crescita cellulare
le cellule non superano il confine dei tessuti vicini ad eccezion fatta per le cellule cancerose
adesioni intercellulari
membrana unisce gruppi di cellule per formare tessuti e organi
quali adesioni intercellulari
- cam
- matrice extracellulare
- giunzioni specializzate
matrice extracellulare
collagene: flessibili e non elastiche che conferiscono resistenza alla trazione
elastina: nei tessuti che devono allungarsi facilmente e poi ritrarsi (es. polmoni)
fibronectina: promuove l’adesione cellulare
giunzioni specializzate
- desmosomi
- giunzioni occludenti
- giunzioni comunicanti
desmosomi
ancorano insieme 2 cellule adiacenti ma non a contatto
giunzioni occludenti
le cellule adiacenti si legano saldamente una all’altra nel punto di diretto contatto per bloccare il passaggio tra le due cellule (tessuti epiteliali).
Occludine
giunzioni comunicanti
esiste un interstizio tra le cellule adiacenti che sono unite da piccoli canali di connessione formati da connessoni (muscolo cardiaco e muscolatura liscia)
membrana permeabile alla sostanza
la sostanza può attraversa la membrana
membrana impermeabile alla sostanza
la sostanza non può attraversare la membrana
membrana selettivamente permeabile alla sostanza
si permette il passaggio di alcune particelle e non di altre
proprietà che influenzano la capacità di permeare la membrana
relativa solubilità della particella nei lipidi e dimensione della particelle
dissolvenza sostanza liposolubili
si dissolvono tranquillamente nel doppio strato lipidico
dissolvenza ioni idrosolubili piccoli
proteine canale
dissolvenza particelle idrosolubili grandi
non possono attraversare la membrana ma devono farlo
forze passive
non richiedono energia per muovere le particelle attraverso la membrana
forze attive
richiedono che la cellula spenda energia (atp) per trasportare le sostanze attraverso la membrana
trasporto di membrana non mediato
le particelle che possono permeare la membrana diffondono passivamente secondo il loro gradiente di concentrazione. Moto casuale -> le molecole si urtano rimbalzando in diverse posizioni
diffusione semplice
diffusione uniforme delle molecole per effetto del loro mescolamento casuale
soluzioni
miscele omogenee contenenti una quantità relativamente grande di una sostanza detta solvente e poca quantità di soluti
solvente
mezzo che dissolve (nel corpo è l’acqua)
soluto
sostanze disciolte
concentrazione di una soluzione
quantità di soluto disciolta in una specifica quantità di soluzione. Maggiore è la concentrazione delle molecole di soluto, maggiore è la probabilità di collisione delle molecole
gradiente di concentrazione
(gradiente chimico). Differenza di concentrazione tra 2 aree adiacenti, la collisione avverrà dove è maggiore la concentrazione delle molecole di soluto
diffusione netta
differenza tra 2 movimenti opposti.
10 molecole da A verso B e 2 da B verso A = 8 molecole di diffusione netta.
le molecole diffonderanno fino a che la sostanza sarà uniformemente distribuita
legge di fick della diffusione
- maggiore è l’area di superficie disponibile -> più velocità di diffusione
- maggiore è la distanza -> minore è la velocità di diffusione (membrane sottili per migliorare la velocità)
ioni
particelle elettricamente cariche
movimento degli ioni
influenzato da gradiente chimico ed elettrico
gradiente elettrico
differenza di carica tra 2 regioni adiacenti
cationi
carichi positivamente, tendono a spostarsi verso la region più negativa
anioni
carichi negativamente, tendono a spostarsi verso la regione più positiva
gradiente elettrochimico
quando lo ione viene mosso dal gradiente chimico ed elettrico
osmosi
diffusione netta di acqua secondo il suo gradiente di concentrazione (movimento lento)
acquaporine
canali specifici per il passaggio dell’acqua
soluto non permeante
l’acqua si muove passivamente da regione a maggiore concentrazione di H2O (quindi minor soluto) ad una regione a minor concentrazione di H2O (più soluto)
pressione idrostatica
pressione esercitata da un liquido fermo su un oggetto (in questo caso la membrana)
pressione osmotica
tendenza dell’acqua di affluire nella soluzione
pressione idrostatica e osmotica
si controbilanciano
osmolarità
misura della concentrazione totale di soluto espressa in numeri di particelle (osmoli per litro).
liquidi corporei -> milliosmoli per litro
300 mosm x l = normalità
soluto permeante
il soluto si muove secondo il suo gradiente di concentrazione in direzione opposta al movimento netto dell’acqua. Il movimento continua fino a quando soluto e acqua non sono distribuiti uniformemente attraverso la membrana
concentrazioni uguali di soluto non permeante
nessuna differenza di concentrazione: nessun movimento di acqua attraverso la membrana
tonicità di una soluzione
effetto che ha la soluzione sul volume cellulare
condizione isotonica
nessun movimento netto d’acqua e nessuna variazione del volume cellulare
condizione ipotonica
l’acqua diffonde nelle cellule che si rigonfiano
condizione ipertonica
l’acqua diffonde dalle cellule che si raggrinziscono
trasporto di membrana mediato
la cellula deve fornire meccanismi di passaggio per molecole polari poco solubili e troppo grandi che non riescono ad attraversare da sole la membrana
quali trasporti di membrana
trasporto mediato da vettore: piccole sostanze idrosolubili
trasporto vescicolare: movimento di grandi molecole o particelle multimolecolari
trasporto mediato da vettore
- apre verso il lec
- il vettore si apre verso il lic
- la molecola si distacca
- il vettore ritorna nella conformazione iniziale
3 caratteristiche del trasporto mediato da vettore
- specificità
- saturazione
- competizione
specificità nel trasporto mediato da vettore
ogni proteina vettore è specializzata per trasportare una sostanza specifica o poche simili
saturazione nel trasporto mediato da vettore
trasporto massimo (Tm) -> la limitata quantità di sostanza che i trasportatori possono trasferire attraverso la membrana in un certo tempo
competizione nel trasporto mediato da vettore
composti chimici simili competono per attraversare la membrana sullo stesso vettore
cos’è la diffusione facilitata
un trasporto passivo mediato da vettore
diffusione facilitata
non richiede energia e utilizza un trasportatore (da alta concentrazione a minor concentrazione). Il trasporto avviene secondo un gradiente di concentrazione
trasporto attivo perché diverso dal passivo
richiede una spesa energetica da parte del trasportatore per trasferire la sostanza contro il suo gradiente di concentrazione
cosa utilizza il trasporto attivo
una proteina trasportatrice
trasporto attivo primario
l’energia è direttamente richiesta per spostare una sostanza contro il suo gradiente di concentrazione
trasporto attivo secondario
l’energia è richiesta per tutto il processo, ma non è direttamente utilizzata per produrre il movimento contro gradiente
trasporto attivo primario e atp
l’atp è richiesto per variare l’affinità al lato opposto della membrana.
‘pompe’ -> analoghe alle pompe d’acqua che richiedono energia per sollevare l’acqua contro la forza di gravità
pompa Na - K
il trasportatore porta il Na nel lec e capta il K dal lec e lo inserisce nel lic
cambio ioni Na e K
3 ioni Na fuori per 2 ioni K dentro
ruoli della pompa Na-K
- importanza per la capacità delle cellule nervose e muscolari di generare segnali elettrici
- controlla le concentrazioni dei soluti all’interno della cellula QUINDI minimizzando gli effetti osmotici (rigonfiamento e raggrinzimento)
- l’energia utilizzata serve per il trasporto attivo secondario
trasporto attivo secondario
il trasferimento del soluto attraverso la membrana è sempre accoppiato al trasferimento del Na che fornisce la forza trainante
simporto nel t. attivo secondario
il soluto e il Na si muovono attraverso la membrana nella stessa direzione, cioè entrano in cellula
antiporto nel t. attivo secondario
soluto e Na vanno in direzione opposta. Na entra e il soluto esce dalla cellula
trasporto vescicolare
il materiale viene trasportato dentro o fuori la cellula racchiuso in una membrana.
Dispendio energetico da parte della cellula
perché dispendio energetico nel trasporto vesciolare
- per la formazione della vescicola
- per il movimento della vescicola
perché viene attuato il trasporto vescicolare
per molecole troppo grandi per attraversare la membrana anche se facilitate
potenziale di membrana
separazione di cariche opposte. Dispendio energetico per compiere questo lavoro
come viene misurato il potenziale di membrana
volt, ma siccome è piccolo millivolt (mV)
membrana elettricamente neutra
uguale numero di cariche positive e negative su ogni versante
entità del potenziale
numero di cariche opposte separate: più cariche opposte separate, più grande è il potenziale
ioni responsabili della generazione del potenziale
Na: più concentrato nel lec
K: più concentrato nel lic
effetto della pompa Na-K sul potenziale di membrana
pompa: 3 ioni Na nel lec per ogni 2 ioni K nel lic -> ruolo indiretto sul potenziale di membrana
gradiente di concentrazione per il K
tende a passare il K all’esterno
gradiente elettrico per il K
tende a passare il K all’interno
potenziale di equilibrio per il K
PRIMA: concentrazione più forte dell’elettrico = aumento del potenziale di membrana
DOPO: elettrico più forte della concentrazione = più ioni K all’esterno
INFINE: concentrazione = elettrico -> NO ulteriore movimento netto di K (potenziale di equilibrio)
potenziale di membrana in eK (equilibrio per il potassio)
-90mV
interno della cellula negativo ed esterno della cellula positivo
gradiente di concentrazione per il Na
tende a passare il Na verso l’interno
gradiente elettrico per il Na
tende a passare il Na verso l’esterno
potenziale di membrana in eNa (equilibrio per il sodio)
+60 mV
interno della cellula positivo ed esterno della cellula negativo
permeabilità della membrana a riposo
più permeabile al K che attraversa più facilmente la membrana rispetto al Na
