Trasporto passivo

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Alcune delle possibilità di movimento di molecole tra citoplasma (1) e spazio extracellulare (2).

Trasporto passivo:
- A. Diffusione
- B. Diffusione facilitata

Trasporto attivo:
D. Trasporto primario (contro gradiente)
C.-E. Trasporto secondario:
- C. Uniporto
- E. Simporto

Il trasporto passivo è una modalità di movimento di sostanze chimiche attraverso membrane biologiche tramite diffusione (molecole idrofobiche) o diffusione facilitata (molecole idrofile). A differenza del trasporto attivo, questo processo non richiede il rilascio di energia chimica (idrolisi di ATP) poiché, a differenza del trasporto attivo, riduce l'energia libera e accresce l'entropia del sistema.

Il 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, la diffusione facilitata, la filtrazione e l'osmosi.

[modifica] Diffusione

Per approfondire, vedi la voce 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 possano 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.

[modifica] Diffusione facilitata

Per approfondire, vedi la voce Diffusione facilitata.

La diffusione facilitata è il movimento di molecole attraverso la membrana cellulare tramite particolari trasportatori di membrana, proteine integrate nella membrana cellulare che formano dei canali. Molte molecole di grandi dimensioni, come il glucosio, sono insolubili nei lipidi e troppo grandi per passare attraverso i pori delle membrane. Per poter attraversare la membrana queste molecole si legano con specifiche proteine di trasporto, quindi questo complesso viene legato ad un sito recettore e trasportato attraverso la membrana cellulare. 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.

[modifica] Filtrazione

Per approfondire, vedi la voce Filtrazione.

La filtrazione è il trasporto di acqua e molecole di soluto attraverso la membrana cellulare, dovuto alla pressione idrostatica generata dal sistema cardiovascolare. A seconda del diametro dei pori delle membrane, possono essere trasportate solo molecole di soluto di una determinata grandezza. Ad esempio, 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.

[modifica] Osmosi

Per approfondire, vedi la voce Osmosi.

L'osmosio 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.