Trasporto cellulare
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Trasporto cellulare

Il sistema di trasporto cellulare: diffusione, diffusione facilitata, trasporto attivo, pompa sodio potassio, endocitosi, fagocitosi, pinocitosi, esocitosi.

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Il trasporto di sostanze da e verso l'ambiente citoplasmatico è fondamentale per regolare le funzioni cellulari e la sua omeostasi. La cellula può sfruttare due categorie di trasporto, una richiedente energia e l'altra che non necessità di alcun dispendio energetico.

Diffusione

Il trasporto senza implicazioni energetiche avviene per diffusione, ossia con una migrazione di molecole da un'area ad elevata concentrazione verso un'area a bassa concentrazione sino a stabilire un equilibrio.
La diffusione di sostanze verso l'ambiente cellulare può avvenire quando la cellula è posta in un ambiente la cui concentrazione di una data sostanza è maggiore rispetto alla concentrazione interna e, la medesima sostanza, è in grado di attraversare la membrana plasmatica.
Naturalmente le stesse regole, ma a concentrazione inversa, devono essere rispettate per la fuoriuscita di sostanze dalla cellula.
Possono attraversare la membrana plasmatica le molecole solubili nei lipidi, le molecole particolarmente piccole ed apolari (es.: ossigeno) o polari ma senza carica (es. urea), gli ioni di piccole dimensioni e carica positiva che diffondono all'esterno attraversando i canali proteici di membrana.
La diffusione è alla base del trasporto di numerosi ioni salini, dei lipidi, dell'urea, dell'acqua ecc.
Con un sistema analogo, ma definito diffusione facilitata, è possibile il transito del glucosio, che sfrutta delle proteine di membrana per transitare nell'ambiente citoplasmatico (non protendo attraversare "direttamente" la membrana).

La diffusione dell'acqua avviene per osmosi, sfruttando la concentrazione di soluti disciolta nella cellula rispetto ai soluti disciolti nell'ambiente extracellulare.

Trasporto attivo

Il trasporto di sostanze con dispendio energetico avviene per trasporto attivo o per endocitosi.

Il trasporto attivo è implicato nel mantenimento di una concentrazione ionica intracelullare a livelli differenti rispetto all'ambiente esterno, tale da conferire carica negativa all'area citoplasmatica. Pertanto avviene contro il gradiente di concentrazione e richiede energia.

Ne è un esempio la pompa sodio potassio con il compito di trasportare ioni potassio all'interno della cellula e ioni sodio al di fuori di essa. Sodio e potassio diffondono sfruttando i canali proteici, pertanto vi è un meccanismo di diffusione che tende a ripristinare la concentrazione di ioni tra esterno ed interno. La pompa sodio potassio sfrutta energia per far transitare gli ioni contro il loro gradiente di concentrazione più rapidamente di quanto la diffusione non sia in grado di fare per equilibrare il tutto.
Oltre il 30% della produzione energetica di una cellula è finalizzato al funzionamento della pompa sodio potassio, in grado di trasportare ogni secondo 300 ioni sodio al fuori dalla cellula e 200 ioni potassio al suo interno.

L'endocitosi è un processo di trasporto richiedente energia, utilizzato per inglobare molecole o materiale particolarmente voluminoso. In questo caso parte della membrana plasmatica avvolge l'elemento da introdurre, staccandosi e penetrando all'interno della cellula. I processi di endocitosi possono essere distinti in >fagocitosi (ingestione di materiale voluminoso) e pinocitosi (ingestione di soluzioni).

Il processo inverso rispetto all'endocitosi consente l'espulsione di materiale e viene denominato esocitosi.