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Membrane Biologiche
Caratteristiche delle membrane biologiche
1. Le membrane sono strutture a foglio che formano setti di separazione tracompartimenti con composizione diversa tra loro.p p
2. Sono costituite principalmente da lipidi e proteine (1:4 - 4:1); contengono carboidratilegati sia ai lipidi che alle proteine.
3. I lipidi sono molecole relativamente piccole e formano spontaneamente stratibimolecolari in mezzo acquoso. Costituiscono una barriera che impedisce il flusso dimolecole grandi polari neutre e ioni.
4. Proteine specifiche mediano funzioni caratteristiche della membrana in cui si trovano.
5. Le membrane sono aggregati non-covalenti fluidi.
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Permeabilità del doppio strato lipidico
IdrofobicheO2, CO2, N2
Coefficiente
Piccole, polari, neutreH2O, Urea, glicerolo
Grandi, polari neutreGlucosio saccarosio
Coefficiente di permeabilità
Glucosio, saccarosio
IoniH+, Na+, HCO3
-, K+
Ca2+, Cl-, Mg2+
Caratteristiche del trasporto attraverso doppio strato lipidico
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Meccanismi di trasporto attraverso le membrane
1. Diffusione semplice: richiede gradiente di concentrazione2. Diffusione facilitata: richiede gradiente di concentrazione e trasportatori 3. Trasporto attivo: richiede energia e una “pompa”
a) primariob) secondario
4 Endocitosi: richiede “stimolo” + energia4. Endocitosi: richiede stimolo + energia 5. Esocitosi: richiede “stimolo” + energia6. Fagocitosi: richiede “stimolo” + energia
Diffusione semplice
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Permeabilità del doppio strato lipidico
IdrofobicheO2, CO2, N2
Coefficiente
Piccole, polari, neutreH2O, Urea, glicerolo
Grandi, polari neutreGlucosio saccarosio
Coefficiente di permeabilità
Glucosio, saccarosio
IoniH+, Na+, HCO3
-, K+
Ca2+, Cl-, Mg2+
Diffusione facilitata: trasportatori
L’entità della diffusione dipende dal numero dei trasportatori (fattore limitante)
Necessità di un gradiente di concentrazione. Al raggiungimento dell’equilibrio la diffusione si arresta
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Trasporto del glucosio
Il doppio strato lipidico è per lo più impermeabile agli ioni
IdrofobicheO2, CO2, N2
Piccole, polari, neutreH2O, Urea, glicerolo
Grandi, polari neutreGlucosio saccarosioGlucosio, saccarosio
IoniH+, Na+, HCO3
-, K+
Ca2+, Cl-, Mg2+
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Gli ioni diffondono attraverso i canali
Costituiscono un poro nella membrana che permette il passaggio di ioni, cioè trasferimento di cariche. I canali sono selettivi.I canali possono essere non regolati o regolati.
Canali regolati
1. Voltaggio-dipendenti2. Chemio-dipendenti3. Meccano-dipendenti
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Sinporto sodio-glucosio:trasporto attivo secondario
POMPE: trasporto attivo primario contro gradiente
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FAGOCITOSI
Meccanismo utilizzato dai fagocitiper distruggere agenti infettanti quali batteri e altre particelle estraneep
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Transcitosi: endotelio capillare
La permeabilità selettiva delle membrane biologiche da origine a compartimenti (intracellulare e extracellulare) chimicamente e elettricamente differenti (disequilibrio chimico),ma con la stessa concentrazione totale di soluti.
Liquido Liquido Liquido intracellulare
Liquido extracellulare
Na+
K+
Cl-
HCO3-
grandi anioni
10 140140 55 3510 35
190 0
mM
gproteine
190 0
Le cellule viventi utilizzano energia per mantenere il disequilibrio chimico, ma sono in equilibrio osmotico (cioè l’acqua è distribuita omogeneamente)
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Diffusione dell’acqua:pressione osmotica
L’acqua è il solvente per tuttala materia vivente e si spostaliberamente tra le cellule e illiberamente tra le cellule e illiquido extracellulare
Volumi dei vari compartimenti per un uomo di 70 Kg (25 anni) 60% del peso corporeo è dovuto all’acqua
Concentrazione di una soluzione
Quantità di soluto per unità di volume o di peso della soluzione o del solvente
Mole = 6,02 X 1023 atomi, ioni o molecole di sostanzaPeso di una mole = peso molecolare della sostanza
espresso in grammi
Molarità = numero di moli/litro di soluzioneEquivalenti = molarità dello ione X numero di cariche
E iMolarità = numero di molecole/litroOsmolarità = numero di particelle/litro
Esempio:
1M NaCl = 58,5g/litro= 2 OsM
1M glucosio = 180g/litro=1 OsM