Trasporto passivo

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Alcune delle possibilità di movimento di molecole tra citoplasma (1) e spazio extracellulare (2).
Trasporto passivo:
- A. Diffusione semplice
- B. Diffusione facilitata
Trasporto attivo:
D. Trasporto primario (contro gradiente)
C.-E. Trasporto secondario:
- C. Uniporto
- E. Simporto
Esocitosi/Endocitosi:
F.-G. Esocitosi

Il trasporto passivo è una modalità di movimento di sostanze chimiche attraverso membrane biologiche tramite diffusione semplice (molecole idrofobiche o molto piccole molecole polari come l'acqua, l'urea, il glicerolo, l'etanolo e l'indolo) o diffusione facilitata (relativamente grosse molecole polari, come zuccheri semplici (glucosio, fruttosio, galattosio ecc.) Mentre il trasporto attivo per lo spostamento richiede il rilascio di energia chimica (idrolisi di ATP; Catena Respiratoria, Mitocondri) o l'assorbimento di fotoni (Cloroplasti; Alobatteri, Batteriorodopsina) il trasporto passivo non ne ha bisogno perché sfrutta un gradiente elettrochimico già presente. Sia il trasporto attivo che quello passivo per poter avvenire globalmente riducono l'energia libera e accrescono l'entropia.

La velocità del trasporto passivo è dipendente dalla permeabilità della membrana cellulare che, a sua volta, dipende dalla sua composizione in lipidi e proteine.

I quattro tipi principali di trasporto passivo sono la diffusione semplice, la diffusione facilitata, la filtrazione e l'osmosi.

Diffusione[modifica | modifica sorgente]

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Diffusione.

La diffusione è il trasporto di materiale da un'area in cui esso è presente ad alta concentrazione verso una a più bassa concentrazione. La differenza di concentrazione tra le due aree è spesso chiamata gradiente di concentrazione. La diffusione continua finché questo gradiente non viene eliminato, per questo il suo lavoro è detto "secondo il gradiente di concentrazione" (al contrario del trasporto attivo, che spesso muove materiale da un'area a bassa concentrazione verso una a più alta concentrazione cioè contro gradiente di concentrazione).

Se e quando il gradiente di concentrazione è stato eliminato, non avviene altro scambio di materiale. Nonostante singole molecole continuino a muoversi da un'area all'altra, i trasferimenti sono bilanciati dai movimenti di altro materiale nella direzione opposta.

La diffusione è fisiologicamente importante perché permette l'abolizione dei gradienti di concentrazione nel corpo. Ad esempio, l'attività metabolica consuma ossigeno, che riduce la propria concentrazione nel sangue; la diffusione di ossigeno attraverso gli alveoli polmonari ne permette però il ripristino.

Esistono due tipi di diffusione, la diffusione semplice e la diffusione facilitata

Diffusione facilitata[modifica | modifica sorgente]

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Diffusione facilitata.

La diffusione facilitata, detta anche trasporto facilitato, è il movimento di molecole attraverso la membrana cellulare tramite particolari proteine integrate nella membrana cellulare che formano dei canali o che si comportano da carrier. Le molecole polari già relativamente grandi e gli ioni sono insolubili nei lipidi e quindi attraversano con troppa lentezza la zona interna idrofobica della membrana. Gli ioni generalmente passano attraverso i canali ma non sempre, a volte sfruttano i carrier. Le grosse molecole polari per poter attraversare la membrana sfruttano i carrier. I carrier sono proteine che si aprono e si chiudono da una faccia all'altra della membrana oppure fanno flip-flop o ancora diffondono da una parte all'altra legando e rilasciando la molecola o lo ione. A seconda del gradiente di concentrazione, il trasporto netto di sostanza avverrà in un senso o nell'altro: la diffusione facilitata è quindi sempre un processo passivo, che non richiede cioè un dispendio di energia. I pori di membrana della capsula di Bowman (nei reni) sono molto stretti e soltanto l'albumina, la più piccola delle proteine, ha qualche possibilità di filtrare attraverso di essi. D'altra parte i pori di membrana del fegato sono molto ampi, per permettere la metabolizzazione di una grande varietà di soluti.

Diffusione Semplice[modifica | modifica sorgente]

La diffusione semplice, detta anche trasporto semplice, è un tipo di passaggio attraverso la membrana cellulare che non richiede l'utilizzo di proteine canale o di proteine carrier. Le sostanze idrofobiche passano con facilità e velocemente attraverso la zona delle catene idrocarburiche del doppio strato lipidico. Piccole molecole polari come l'acqua passano con più difficoltà. Molecole polari più grosse come zuccheri semplici o aminoacidi non riescono a passare nella zona idrofobica se non in tempi troppo lunghi.

Osmosi[modifica | modifica sorgente]

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Osmosi.

L'osmosi è la diffusione di un solvente attraverso una membrana verso una regione ad alta concentrazione di soluto. Differisce dalla diffusione nel fatto che a muoversi è il solvente e non il soluto, tuttavia segue lo stesso principio per cui si tende a cancellare un gradiente di concentrazione. Negli organismi viventi il solvente è l'acqua e la maggior parte delle membrane cellulari è permeabile all'acqua. In sistemi biologici quindi osmosi significa passaggio di acqua (diffusione di molecole d'acqua). Questo processo ha un ruolo considerevole nella fisiologia di tutti gli esseri viventi.

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Collegamenti esterni[modifica | modifica sorgente]

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