Lezione 6. Biologia, Classi 10-11. Funzioni delle membrane biologiche: Universali e Specifiche

ZANZIONE 6. Biologia, classe 10-11.
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Lezione 4. Funzioni della PAK
In generale, si dividono in funzioni universali e specifiche.
Funzioni universali della PAK.
barriera-trasporto
contatto
recettoriale
catalitica
motoria
individualizzazione.

Funzione barriera-trasporto.
In generale, si divide in barriera e trasporto. La barriera è determinata dalla presenza di uno strato bilipidico e impedisce l'ingresso incontrollato nella cellula della maggior parte delle molecole e degli ioni.
La barriera consente di mantenere l'individualità del citoplasma rispetto all'ambiente extracellulare. Questa individualità si manifesta nell'esistenza di un parametro chiamato potenziale di membrana a riposo. Quando il MPP (potenziale di membrana a riposo) viene alterato, il flusso degli ioni diventa incontrollabile, causando la rottura della pressione osmotica e la morte della cellula. La violazione della barriera è sfruttata da alcune cellule del sistema immunitario, in particolare dai T-killer e N-killer. Queste cellule interagiscono con le cellule anomale dell'organismo e secernono proteine come la perforina, che si inseriscono nella membrana della cellula bersaglio e formano grandi pori. Il trasporto degli ioni diventa incontrollabile e la cellula muore. Esistono peptidi sintetici artificialmente in grado di inserirsi nella plasmalemma delle cellule con il citoscheletro alterato. Queste cellule includono cellule anomale, cellule infettate da virus e protozoi unicellulari.

Attraverso la plasmalemma sono possibili i seguenti tipi di trasporto:
trasporto libero o diffusione semplice
trasporto passivo o diffusione facilitata
trasporto in confezioni di membrana o citosi
trasporto attivo.

Il trasporto libero segue le leggi della diffusione e avviene lungo il gradiente elettrochimico di concentrazione. La velocità di questo trasporto è direttamente proporzionale all'entità del gradiente. Si tratta di un trasporto che avviene direttamente attraverso lo strato bilipidico e riguarda molecole semplici e non cariche. Questo tipo di trasporto deve essere preso in considerazione quando vengono somministrati farmaci nel sangue, poiché gli eritrociti sono cellule particolarmente sensibili ai cambiamenti della pressione osmotica.

Sulle membrane delle cellule nervose e muscolari esistono canali dipendenti dal potenziale per il sodio, che sono in grado di cambiare la loro conformazione e aprirsi durante la depolarizzazione della membrana. Di conseguenza, sulla cellula si forma un potenziale d'azione. La sensibilità aumentata di questi canali, a causa di difetti genetici, è una delle cause dell'epilessia. Per le stesse sostanze esistono diverse varianti di trasportatori passivi. Ad esempio, esistono sette varianti di trasportatori per il glucosio. Il trasportatore più universale, presente praticamente in tutte le cellule, è il GluT2. La sua attività aumenta con l'aumento della concentrazione di glucosio nel sangue. Il trasportatore GluT4 è di importanza medica. Le proteine di questo trasportatore vengono sintetizzate nelle cellule del tessuto adiposo sottocutaneo e nel fegato. Sotto l'effetto dell'insulina, il GluT4 viene trasportato nella PAK di queste cellule quando la concentrazione di glucosio nel sangue aumenta rapidamente. In caso di patologie dei trasportatori, si osserva il diabete mellito insulino-indipendente. Il danno al trasporto passivo di solito ha gravi conseguenze mediche, ad esempio la tetrodotossina, un veleno che si trova nei tessuti del pesce palla, ha una forte affinità per i canali del sodio dipendenti dal potenziale. La sostanza entra nel canale e lo blocca. Molti anestetici locali hanno un effetto simile alla tetrodotossina. Il veleno del curaro provoca un blocco della trasmissione dell'impulso dal neurone ai muscoli e la persona muore per paralisi muscolare. Un effetto simile è causato dal veleno di un cobra. Il veleno del ragno Karakurt forma un canale di calcio incontrollabile nella membrana, che provoca il rilascio di neurotrasmettitori nella fessura sinaptica; dopo il morso si osservano convulsioni e successivamente paralisi. Molti antibiotici sono in grado di inserirsi nella membrana delle cellule batteriche e formare canali incontrollabili per vari ioni, questi antibiotici vengono chiamati ionofori. Tra questi ci sono gramicidina e valinomicina.

Gli antibiotici sono in grado di formare ionofori sulla membrana interna dei mitocondri. In questo caso, si verifica un'alterazione del metabolismo energetico nella cellula.

Trasporto attivo. Il trasporto attivo avviene sempre contro il gradiente di concentrazione, cioè da un'area a bassa concentrazione verso un'area ad alta concentrazione di sostanze. Per questo tipo di trasporto sono necessari trasportatori, che in questo caso vengono chiamati trasportatori attivi, pompe o pompe ioniche. L'energia utilizzata per questo tipo di trasporto può essere in due forme, quindi si distinguono due tipi di trasporto attivo.