Appunti Medicina

La membrana cellulare (plasmatica)

La membrana cellulare è costituita da un doppio strato fosfolipidico (bilayer), nel quale sono immerse le proteine. I lipidi contenuti nella membrana cellulare sono di due categorie: i fosfolipidi (fosfogliceridi e sfingolipidi) e gli steroli.

I fosfogliceridi sono costituiti da uno scheletro di glicerolo, al quale silegano due catene di acido grasso e un gruppo fosfato, il quale si attacca a un gruppo polare che può essere: colina, etanolammina, glicerolo, inositolo, serina o trionina.  l'estremità che porta le catene è apolare e idrofobica, mentre la testa è polare e idrofilica; i fosfogliceridi dunque sono molecole anfipatiche.

I glicolipidi possono essere costituzionalmente simili ai fosfogliceridi, perché possono avere due catene di acido grasso unite al gruppo glucidico, il quale si lega al carbonio residuo senza il gruppo forforico, ma questa costituzione è tipica dei batteri; negli animali invece il grupo di glicolipidi principale è costituito dagli sfingolipidi: essi sono costruiti su un'impalcatura di sfingosina (serina + una catena di acido grasso); la serina, tramite i suoi gruppi -NH₂ e -OH può legare un carboidrato (glicosfingolipidi) attraverso il gruppo amminico, o sempre attreverso quet'ultimo con un gruppo fosfato e un alcol polare come nei fosfogliceridi, o lasciare il gruppo amminico libero; il gruppo ossidrilico rimane sempre libero e rende polare la molecola, che è quindi anch'essa anfipatica.

I gruppi glucidici che stanno all'esterno formano legami a idrogeno che rendono stabile la membrana.

Gli steroli sono strutture a quattro anelli di atomi di carboni, e sono debolmente polari. negli animali lo sterolo più diffuso è il colesterolo (ciclopentanoperiidrofenantrene), il quale:

• aumenta la fluidità della membrana plasmatica alle basse temperature;

• diminuisce la fluidità della membrana plasmatica alle alte temperature.

Esso è quindi bioregolatore della fluidità di membrana, in quanto si insinua tra i fosfolipidi e fa in modo che il passaggio dalla fase fluida alla fase gel avvenga a una temperatura del 20% minore. Il passaggio dalla fase fluida a quella gel avviene a una temperatura che è detta transizione di fase. Ma se il colesterolo è troppo non permette il passaggio dell'acqua attraversola membrana.

Proteine. Le proteine di membrana sono di due tipi: integrali e periferiche.

Le proteine integrali passano da una parte all'altra della membrana cellulare per un numero di volte che va da 1 a 20: la parte che attraversa la membrana è ad alfa-elica ed è idrofobica; ognuna di esse è collegata all'altra da una sequenza di amminoacidi idrofilici che forma un'ansa. Le proteine di trasporto sono strutturate in modo che, ruotando le eliche, i domini idrofobici siano rivolti verso le estremità della membrana per permettereil passaggio di molecole cariche e polari.

Le glicoproteine portano gruppi glucidici legati covalentemente, i quali formano un rivestimento per la membrana; si trovano a gruppi e sono ancorate a un'estremità della membrana cellulare mediante fosfolipidi, catene di acidi grassi o altri gruppi idrocarburici apolari. I gruppi glucidici danno stabilità alla membrana plasmatica formando ponti H.

Nel doppio strato fosfolipidico i fosfolipidi possono muoversi in due modi: il movimento laterale è detto Ping-Pong (relativamente semplice); il movimento verticale, ovvero il cambiamento di stato da parte di un fosfolipide, è detto Flip-Flop, molto più complesso del primo, ed ha bisogno, per avvenire, di un enzima: la flippasi.

Dunque le membrane cellulari sono asimmetriche, sia perché i fosfolipidi sono liberi di muoversi, sia perché le proteine periferiche presentano un albero olisaccaridico solo su un lato della membrana.

Biogenesi della membrana cellulare

I lipidi vengono sintetizzati nel RE e si spostano nel Golgi, dove maturano, poi attraversano il citoplasma ed arrivano nello strato interno della membrana plasmatica: qui la flippasi li portaallo strato superiore. Anche il colesterolo segue questa via, ma è apolare e non ha bisogno della flippasi per muoversi all'interno della membrana.

Il reticolo endoplasmatico sintetizza anche le proteine: gli rRNA arrivano ad esso e la maturazione avviene nel Golgi. Le chaperonine mantengonole proteine di membrana degli organelli nella conformazione che facilita il loro attraversamento nel citoplasma e l'inserzione nelle proteine bersaglio.