Membrana Cellulare: Struttura, Funzioni e Trasporto Molecolare

La Membrana Cellulare: Un'Unità Strutturale e Funzionale

1. La Membrana Plasmatica come Unità Strutturale

La membrana plasmatica è una barriera selettiva con una struttura uniforme in tutte le cellule, definita membrana unitaria o membrana lipidica a doppio strato.

2. Composizione della Membrana Plasmatica

La membrana è composta principalmente da lipidi e proteine.

2.1. Lipidi di Membrana

• Fosfolipidi: Caratterizzati da teste polari e code apolari.
• Glicolipidi: Trovati esclusivamente sulla faccia esterna della membrana plasmatica.
• Steroidi: Il colesterolo è presente nelle cellule animali e contribuisce alla stabilità.

2.2. Proteine di Membrana

• Proteine Integrali: Associate stabilmente alla membrana, spesso legate tramite legami di van der Waals.
• Proteine Periferiche: Associate alla membrana tramite legami deboli.

Le membrane sono asimmetriche: le facce interna ed esterna presentano una diversa composizione.

3. Modello e Fluidità della Membrana

Il modello accettato per la struttura della membrana è il Modello a Mosaico Fluido.

3.1. Fluidità della Membrana: Fattori Determinanti

La fluidità della membrana è influenzata da diversi fattori:

• Grado di Saturazione degli Acidi Grassi: Maggiore è il grado di saturazione, minore è la fluidità.
• Lunghezza delle Catene di Acidi Grassi: La fluidità diminuisce con l'aumento della lunghezza delle catene.
• Temperatura: La fluidità diminuisce quando la temperatura scende.
• Percentuale di Colesterolo: Questa molecola rigida stabilizza le membrane, rendendole meno fluide.

4. Funzioni della Membrana Cellulare

La membrana cellulare agisce come una barriera selettiva con le seguenti caratteristiche e funzioni:

• Produzione di gradienti.
• Riconoscimento cellulare.
• Divisione cellulare (la membrana è coinvolta nel controllo).
• Immunità cellulare.
• Endocitosi ed Esocitosi.

5. Trasporto di Molecole Attraverso le Membrane

Le membrane cellulari sono semipermeabili:

• Alcune molecole liposolubili possono attraversare la membrana liberamente.
• Molecole cariche utilizzano proteine di trasporto.

5.1. Trasporto Passivo

Avviene secondo gradiente, senza dispendio di energia:

• Diffusione Semplice: Diretta o tramite canali proteici.
• Diffusione Facilitata: Avviene tramite un trasportatore proteico che sposta molecole polari con alta specificità per un certo tipo di trasporto.

5.2. Trasporto Attivo

Avviene contro gradiente, richiede dispendio energetico:

• Pompa Na+/K+: Espelle 3 Na+ e introduce 2 K+. È fondamentale per la trasmissione degli impulsi nervosi e per l'attività delle proteine ATPasi.
• Pompa Ca2+: Gli ioni Ca2+ sono espulsi dal reticolo endoplasmatico, consuma ATP ed è importante nelle cellule muscolari.

6. Specializzazioni della Membrana

6.1. Microvilli

Estensioni di determinate cellule per aumentare la superficie di assorbimento.

6.2. Giunzioni Cellulari

• Giunzioni di Aderenza: Es. desmosomi nelle cellule epiteliali.
• Giunzioni Occludenti: Es. nelle cellule dell'intestino.
• Giunzioni Comunicanti: Canali proteici che permettono il passaggio di molecole.