b'\n_START_ARTICLE_\nMembrana cellulare\n_START_PARAGRAPH_\nLa membrana cellulare, detta anche membrana plasmatica, plasmalemma o citomembrana, \xc3\xa8 un sottile rivestimento, con spessore di 5-10\xc2\xa0nm (50-100 \xc3\x85), che delimita la cellula in tutti gli organismi viventi, la separa dall\'ambiente esterno e ne regola gli scambi di elementi e sostanze chimiche con questo. _NEWLINE_Formata in prevalenza da lipidi, in massima parte fosfolipidi, viene chiamata anche "doppio strato fosfolipidico" o "bilayer fosfolipidico" secondo l\'accezione inglese. Nella componente lipidica si vanno a collocare, con importanti funzioni fisiologiche, proteine e una piccola percentuale di glucidi, in forma di glicoproteine e glicolipidi, e di molecole di colesterolo che la stabilizzano._NEWLINE_Negli organismi procarioti la membrana cellulare \xc3\xa8 ricoperta da un rivestimento protettivo chiamato parete batterica, assente invece negli eucarioti; nelle cellule eucarioti vegetali \xc3\xa8 presente una parete cellulare divisa in parete cellulare primaria (composta principalmente da pectina ed emicellulose - e in minor misura, da cellulosa) e in parete cellulare secondaria (composta da una maggiore percentuale di cellulosa e pu\xc3\xb2 essere impregnata di lignina, di cutina o di suberina).\n_START_SECTION_\nEffetti del colesterolo sulla fluidit\xc3\xa0 della membrana\n_START_PARAGRAPH_\nSebbene il colesterolo sia troppo idrofobico per formare, in dispersione pura, lamine bimolecolari, tuttavia esso concorre alla struttura della membrana cellulare intercalandosi tra le molecole di fosfolipidi. Il colesterolo \xc3\xa8 composto da un anello tetraciclico (periidro-pentaciclo-fenantrene), che costituisce il nucleo steroideo, contenente un gruppo ossidrilico in posizione 3 e due gruppi metilici (C18 e C19), e da una catena laterale iso-ottilica. Il colesterolo \xc3\xa8 inserito perpendicolarmente nella membrana cellulare, in modo che il suo gruppo ossidrilico \xc3\xa8 situato verso l\'esterno, mentre la catena ottilica \xc3\xa8 inserita nella profondit\xc3\xa0 della membrana. Il nucleo steroideo del colesterolo ha una struttura planare relativamente rigida e risulta asimmetrico rispetto al piano dell\'anello tetraciclico, dal momento che una faccia espone i gruppi metilici, mentre l\'altra \xc3\xa8 liscia e priva di sostituenti. La faccia liscia del nucleo steroideo viene in contatto con i gruppi CH\xe2\x82\x82 prossimali (C1 \xe2\x80\x93 C10) delle catene alifatiche sature dei fosfolipidi, mentre l\'altra faccia, pi\xc3\xb9 ingombrante, interagisce con le catene insature dei fosfolipidi oppure con le proteine di membrana. Il gruppo ossidrilico in posizione 3 \xc3\xa8 in contatto con l\'ambiente acquoso extracellulare, posizionandosi nei pressi della testa polare dei fosfolipidi, nelle immediate vicinanze del gruppo carbossilico esterificato degli acidi tapti._NEWLINE_Per questa sua posizione, il colesterolo riduce la libert\xc3\xa0 di movimento del tratto prossimale (pi\xc3\xb9 vicino al glicerolo) delle catene degli acidi grassi, con scarso effetto sul tratto distale, che occupa il centro della membrana cellulare. Gli studi di risonanza hanno, infatti, dimostrato che il colesterolo aumenta l\'ordine del tratto prossimale delle catene alifatiche, diminuendo l\'isomerizzazione trans-gauche e gli inginocchiamenti transitori delle catene stesse._NEWLINE_Quindi, a causa della rigidit\xc3\xa0 della sua struttura, l\'effetto del colesterolo sui fosfolipidi, a temperature al di sopra della Tm, \xc3\xa8 quello di aumentare l\'ordine del tratto prossimale delle catene degli acidi grassi, mentre l\'effetto sul tratto distale, al centro del doppio strato lipidico della membrana, \xc3\xa8 scarso._NEWLINE_Al contrario, a temperature inferiori alla Tm, l\'effetto del colesterolo \xc3\xa8 quello di diminuire l\'ordine delle catene alifatiche degli acidi grassi e di ostacolarne la cristallizzazione, in quanto interferisce con l\'interazione CH\xe2\x82\x82-CH\xe2\x82\x82 tra le catene idrocarboniose dei fosfolipidi._NEWLINE_A causa del maggior contenuto di sfingolipidi e di colesterolo, i rafts presentano un minor grado di fluidit\xc3\xa0 rispetto alle restanti regioni della membrana plasmatica. Proprio il maggior ordine delle catene lipidiche nei rafts, porta alla separazione di questi microdomini dalla restante membrana allo stato liquido-cristallino L alfa._NEWLINE_La nuova fase che si forma per l\'effetto del colesterolo sugli altri lipidi \xc3\xa8 stata denominate da Zuckermann (1993) liquido-ordinata o lo, intermedia tra la fase cristallina e quella liquido-cristallina. Le catene idrocarboniose in fase lo sono distese e strettamente impaccate, come nella fase cristallina, ma conservano un alto grado di mobilit\xc3\xa0 laterale._NEWLINE_Nelle miscele binarie di colesterolo con un fosfolipide saturo (che quindi ha una elevata Tm), al di sopra della Tm si separa una fase lo da una fase liquido-cristallina, mentre al di sotto della Tm la fase lo si separa dalla fase cristallina._NEWLINE_Poich\xc3\xa9 gli sfingolipidi hanno una maggiore saturazione e una pi\xc3\xb9 elevata Tm, rispetto ai fosfogliceridi, anche il maggior contenuto in sfingolipidi favorisce la separazione di domini lo e quindi la formazione dei rafts._NEWLINE_In conclusione, \xc3\xa8 lo stretto impaccamento delle catene idrocarboniose la caratteristica chiave della esistenza dei rafts._NEWLINE_Data l\'asimmetria della membrana, gli sfingolipidi si localizzano per la massima parte nel foglietto esterno del doppio strato, per cui i rafts sono probabilmente pi\xc3\xb9 abbondanti in questo foglietto. Tuttavia, la formazione di rafts nel foglietto interno \xc3\xa8 favorita dai fosfolipidi contenenti etanolammina (fosfatidiletanolammina e plasmeniletanolammina), i quali grazie alla piccola testa polare hanno un\'influenza favorevole sull\'impaccamento delle code idrocarboniose._NEWLINE_Va sottolineato che la separazione di fase che occorre nei rafts favorisce la partizione di proteine provviste di ancore lipidiche sature o che comunque abbia preferenza per gli ambienti lo. Per questo motivo i rafts contengono proteine specifiche._NEWLINE_Un\'altra conseguenza dell\'effetto del colesterolo sugli acidi grassi dei fosfolipidi \xc3\xa8 l\'aumento di spessore delle membrane, dovuto alla diminuzione delle isomerizzazioni trans-gauche e, quindi, alla tendenza del tratto prossimale delle catene alifatiche ad assumere di preferenza la configurazione trans, anche se non si manifesta mai la configurazione all trans tipica dello stato cristallino. Tuttavia, per concentrazioni di colesterolo superiori al 25%, la lunghezza delle catene si riduce a causa dell\'impaccamento delle catene dei fosfolipidi del foglietto opposto, che sono disposti di fronte alle molecole del colesterolo. Queste coppie opposte colesterolo-fosfolipidi sono pi\xc3\xb9 corte delle coppie opposte fosfolipidi-fosfolipidi.\n_START_SECTION_\nPermeabilit\xc3\xa0 della membrana cellulare\n_START_PARAGRAPH_\nLa membrana plasmatica \xc3\xa8 una barriera selettivamente permeabile tra il citoplasma e l\'ambiente extracellulare. Questa caratteristica \xc3\xa8 conseguenza della composizione lipidica e proteica della membrana. Il doppio strato fosfolipidico permette il libero passaggio, dell\'acqua, di gas (O\xe2\x82\x82, CO\xe2\x82\x82) e di piccole molecole idrosolubili (prive di carica), come ammoniaca, urea, etanolo e glicerolo, mentre specifiche proteine di trasporto assicurano il passaggio di ioni e molecole idrosolubili (elettricamente cariche). A differenza di quanto avviene per i composti a basso p.m. (peso molecolare), il trasporto di macromolecole \xc3\xa8 un processo molto pi\xc3\xb9 complesso, che non si svolge esclusivamente nella membrana cellulare, ma che interessa sia la membrana plasmatica che il citoplasma e che richiede la formazione di vescicole (trasporto vescicolare), al cui interno sono contenute le macromolecole da trasportare. Il trasporto vescicolare viene utilizzato sia per trasferire macromolecole extracellulari all\'interno della cellula (endocitosi), come nel caso delle lipoproteine a bassa densit\xc3\xa0 (LDL) o del complesso Fe-transferrina, sia per trasportare composti intracellulari nell\'ambiente extracellulare (esocitosi).\n_START_SECTION_\nDiffusione passiva\n_START_PARAGRAPH_\nIl passaggio attraverso la componente lipidica della membrana avviene per semplice diffusione passiva, secondo il gradiente di concentrazione tra i compartimenti intra- ed extracellulare e senza consumo di energia (ATP). Il movimento delle molecole \xc3\xa8 diretto dal compartimento a pi\xc3\xb9 alta concentrazione a quello a concentrazione pi\xc3\xb9 bassa ed \xc3\xa8 influenzato dalle dimensioni e dalla lipofilia della molecola._NEWLINE_Ad esempio, la dietilurea, che \xc3\xa8 50 volte pi\xc3\xb9 idrofobica dell\'urea, diffonde attraverso la membrana cellulare 50 volte pi\xc3\xb9 velocemente di questa, nonostante le maggiori dimensioni._NEWLINE_Secondo la teoria del mobile kink il passaggio delle molecole attraverso il doppio strato lipidico avverrebbe attraverso gli spazi tra le catene degli acidi grassi dei fosfolipidi. La formazione di questi spazi \xc3\xa8 favorita dalla mobilit\xc3\xa0, dalla isomerizzazione trans-gauche e dalla presenza di insaturazioni, che causano una piegatura o "inginocchiamento" (kink) dell\'acido grasso. Di conseguenza, la massima resistenza alla diffusione delle molecole lipofile corrisponde al segmento prossimale delle catene degli acidi grassi, che presentano una minore mobilit\xc3\xa0 (o maggiore rigidit\xc3\xa0), mentre la resistenza minore corrisponde al segmento terminale delle catene, che, al contrario, manifesta la massima mobilit\xc3\xa0.\n_START_SECTION_\nTrasporto mediato da canali proteici\n_START_PARAGRAPH_\nLa maggioranza delle molecole attraversa la membrana plasmatica con l\'aiuto di proteine di trasporto. Oltre alle molecole idrosolubili, come l\'urea, anche alcune molecole liposolubili, si avvalgono anche del trasporto mediato dalle proteine, con lo scopo di potenziarne il passaggio, qualora siano presenti particolari necessit\xc3\xa0 funzionali, come si verifica nei tubuli renali._NEWLINE_Si riconoscono diversi tipi di trasporto mediato da proteine: trasporto passivo, detto anche diffusione facilitata, che avviene secondo gradiente e perci\xc3\xb2 senza dispendio di energia, e trasporto attivo, che avviene contro gradiente e perci\xc3\xb2 con dispendio di energia. Si distinguono tre tipi di trasporto attivo: uniporto, simporto e antiporto. Nell\'uniporto si ha il trasporto di un\'unica specie di soluto. Nel simporto e nell\'antiporto si ha il trasporto accoppiato di due diverse specie di soluti: nel simporto il trasporto dei due soluti avviene nella stessa direzione, mentre nell\'antiporto avviene in direzione opposta. Il trasporto attivo pu\xc3\xb2 essere distinto in primario o secondario, in base alla modalit\xc3\xa0 con cui \xc3\xa8 prodotta l\'energia necessaria al trasporto.\n_START_SECTION_\nTrasporto passivo\n_START_PARAGRAPH_\nNel trasporto passivo il passaggio di una molecola idrosolubile (uniporto) avviene per diffusione secondo il gradiente di concentrazione e, nel caso di molecole elettricamente cariche, anche secondo il gradiente elettrico. Tuttavia, a differenza di quanto accade nella diffusione passiva delle molecole liposolubili, in questo caso la diffusione \xc3\xa8 facilitata dall\'intervento di proteine. Due classi di proteine sono responsabili del trasporto passivo, i carriers e i canali._NEWLINE_I carriers mediano il trasporto di glucidi, aminoacidi e nucleosidi. Una volta legato il soluto nel compartimento ad alta concentrazione, il carrier va incontro ad un cambiamento conformazionale che permette il trasferimento del soluto nel compartimento a bassa concentrazione._NEWLINE_Nel caso dei canali, le proteine formano dei pori nella membrana plasmatica, che consentono la diffusione di ioni o di piccole molecole idrosolubili di idoneo peso molecolare e carica elettrica. Fanno parte dei canali le acquaporine, che favoriscono il passaggio di molecole di acqua._NEWLINE_L\'apertura dei canali pu\xc3\xb2 essere regolata da recettori (canali ROC - Receptor Operated Channels), da secondi messaggeri (canali SMOC o Second Messenger Operated Channels) o dal potenziale elettrico della membrana (canali VOC o Voltage Operated Channels), cosicch\xc3\xa9 il passaggio pu\xc3\xb2 essere finemente modulato. Ne \xc3\xa8 un chiaro esempio la complessa famiglia dei canali del calcio, la cui complessit\xc3\xa0 \xc3\xa8 in relazione con il ruolo determinante che il calcio intracellulare ha nel controllo di un\'ampia serie di funzioni cellulari. I canali delle gap junctions permettono il passaggio di molecole da una cellula all\'altra.\n_START_SECTION_\nTrasporto attivo\n_START_PARAGRAPH_\nNel trasporto attivo primario le proteine trasportano i soluti contro il gradiente elettrochimico, utilizzando l\'energia ottenuta dall\'idrolisi dell\'ATP, per cui queste proteine sono dotate di attivit\xc3\xa0 enzimatica (ATPasi). Le pompe trasportano ioni, mentre i trasportatori ABC (ATP-binding cassettes) trasportano un\'ampia gamma di molecole, compresi glucidi, aminoacidi e ioni. Il legame dell\'ATP alla proteina di trasporto permette il cambiamento conformazionale necessario al trasferimento del soluto._NEWLINE_Nel trasporto attivo secondario, l\'energia necessaria al trasporto di un soluto contro il suo gradiente di concentrazione non \xc3\xa8 fornita direttamente dall\'ATP, ma dall\'esistenza di un gradiente elettrochimico del Na\xe2\x81\xba (o di H\xe2\x81\xba) prodotto dalla rispettiva pompa ionica. Il trasporto attivo secondario \xc3\xa8 quindi indirettamente accoppiato ad un sistema di trasporto attivo primario, che genera il gradiente elettrochimico._NEWLINE_Nel trasporto attivo secondario si ha, quindi, il trasporto accoppiato di due diverse specie di soluti: il Na\xe2\x81\xba (o H\xe2\x81\xba) \xc3\xa8 trasportato passivamente dall\'ambiente a concentrazione elevata al compartimento a bassa concentrazione, mentre l\'altro soluto \xc3\xa8 trasportato, sempre passivamente, contro il gradiente di concentrazione dal compartimento a bassa concentrazione verso quello ad alta concentrazione, sfruttando il gradiente elettrico favorevole generata dal trasporto dello ione accoppiato. Nel simporto (cotrasporto) il trasporto dei due soluti avviene nella stessa direzione, mentre nell\'antiporto (scambio) avviene in direzione opposta. Anche in questo caso il trasferimento dei soluti avviene grazie al cambiamento conformazionale della proteina trasportatrice, che \xc3\xa8 indotto dal legame dei soluti stessi._NEWLINE_Un esempio di trasporto attivo secondario \xc3\xa8 quello del glucosio all\'interno della cellule epiteliali dell\'intestino. Una proteina di membrana detta cotrasportatore Na\xe2\x81\xba/glucosio, sfrutta il gradiente del sodio per trasportare il glucosio contro gradiente.'