Diffusione facilitata: spiegazione e regolazione

La diffusione facilitata è un meccanismo di trasporto passivo che comprende quei fenomeni di trasporto in cui la cellula non fornisce energia per permettere lo spostamento delle molecole, che si muovono secondo il loro gradiente di concentrazione.

Fonte: oilproject.org

Nella diffusione facilitata, a differenza della diffusione semplice, il trasporto è mediato da canali o proteine carrier. Utilizzano il trasporto facilitato gli ioni e le molecole idrofile non cariche, cioè che non possono attraversare il doppio strato.

    • Gli ioni attraversano le membrane tramite delle proteine che formano i canali ionici.
    • Le molecole idrofile invece attraversano le membrane tramite le proteine trasportatrici.



Differenza tra carrier e canali

  • I canali mettono direttamente in comunicazione l’ambiente esterno con l’ambiente intracellulare.
  • I carrier sono proteine che legano delle molecole, ad esempio nell’ambiente extracellulare, e dopo una variazione conformazionale le rilasciano nel citoplasma.

Quindi nei canali c’è un passaggio continuo di soluti che non si verifica nelle proteine carrier.
Nell’unità di tempo un canale ionico traslocherà molte più molecole rispetto ad una proteina carrier.

Leggi i nostri appunti sulle proteine di membrana

Importanza della diffusione facilitata

Questo meccanismo di trasporto è fondamentale perché permette di traslocare nel citoplasma le molecole organiche indispensabili per i processi metabolici. Se non ci fosse il trasporto facilitato le molecole organiche non potrebbero attraversare il doppio strato con la velocità richiesta.

Alcuni esempi sono:

Trasporti mediati da carrier: caratteristiche cinetiche

Le tre caratteristiche cinetiche sono: specificità, saturazione, competizione.

Specificità: ogni carrier è specifico ed opera solo il trasporto di una particolare sostanza.

Competizione: ogni carrier è sottoposto a competizione e questo avviene quando due sostanze simili utilizzano lo stesso sistema di trasporto. Ovviamente il trasporto di una sostanza inibisce quello dell’altra

Saturazione: il flusso di una sostanza non aumenta in modo direttamente proporzionale all’aumentare del gradiente di concentrazione, ma al crescere del gradiente tende asintoticamente ad un limite massimo.
La cinetica dei trasporti mediati è uguale a quella degli enzimi e segue il grafico e la legge di Michaelis e Menten. La Km è sostituita con Kt, la costante di affinità, che rappresenta la concentrazione di substrato che dà luogo ad un flusso pari alla metà del flusso massimo JMAX.

Questa è l’equazione che dà origine ad un’iperbole rettangolare che tende ad un asintoto orizzontale all’aumentare della concentrazione del substrato da trasportare. Praticamente il trasporto tende alla saturazione quando tutti i carrier sono occupati dal substrato.

Confronto tra trasporto mediato e diffusione semplice

biologia-it.arizona.edu

Regolazione dei trasporti mediati

Le cellule modulano tutti i processi di trasporto e possono modificare sia l’affinità di un carrier al substrato (Kt) sia JMAX.
I carrier sono bersaglio di vie di trasduzione che ne modulano l’attività in base a determinati stimoli. Però, in linea di massima, la modulazione avviene principalmente in due modi:


  • Variando la velocità di trasporto dei carrier. La velocità può cambiare tramite fosforilazione di residui amminoacidici situati nella zona citoplasmatica oppure tramite legami con molecole che possono essere attivatori e inibitori.
  • Variando il numero di carrier presenti sulla superficie della membrana. Questa modalità può richiedere l’attivazione della sintesi proteica, che determina un aumento dei trasportativi attivi, oppure il richiamo, verso la membrana, di carrier già sintetizzati presenti nel citoplasma all’interno di vescicole.
    Il richiamo dal citoplasma di carrier già sintetizzati, ovviamente, è un processo più rapido della sintesi proteica e quindi si presta per regolazioni rapide.

Autore dell'articolo: Admin

Laureato con 110 e lode alla triennale in Scienze Biologiche e, da Ottobre, sarò studente di Nutrizione Umana nella laurea magistrale in Biologia. In questo sito voglio mettere a disposizione, gratuitamente, tutti gli appunti che mi hanno aiutato a sostenere tutti gli esami della triennale. Potete acquistare, direttamente dal sito, i libri di testo e non solo. Una cortesia: disattivate AdBlock, le pubblicità mi aiutano a finanziare questo progetto..a voi non costa nulla!

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *