2.03 – La membrana plasmatica

2.03 – La membrana plasmatica

Ultima modifica: 02/07/2023

La membrana plasmatica è una struttura essenziale che delimita tutte le cellule, sia procariotiche che eucariotiche. Essa svolge molteplici funzioni fondamentali per la vita cellulare, tra cui la separazione dell’ambiente cellulare da quello esterno, la regolazione dello scambio di molecole e ioni, la trasmissione dei segnali e la protezione dell’integrità cellulare. Approfondiamo i dettagli sulla struttura e le funzioni della membrana plasmatica.

La struttura della membrana plasmatica è basata sul modello del mosaico fluido, proposto da Singer e Nicolson nel 1972. Secondo questo modello, la membrana è costituita principalmente da un doppio strato fosfolipidico, nel quale le teste polari dei fosfolipidi sono rivolte verso l’esterno, a contatto con il liquido extracellulare e il citoplasma, mentre le code idrofobiche dei fosfolipidi si trovano all’interno del doppio strato, a formare una regione idrofobica che si estende tra le due superfici della membrana. Lo strato lipidico è bimolecolare, con i gruppi polari rivolti verso lo strato proteico, mentre i gruppi apolari sono affacciati con funzione di isolamento. 

Le membrane cellulari, con il loro spessore di soli 90 A, non sono visibili al microscopio a luce trasmessa. Prima dell’avvento della microscopia elettronica, i citologi presumevano che la cellula fosse circondata da una pellicola invisibile, poiché se questa ipotetica pellicola veniva rotta, si poteva veder fuoriuscire il contenuto cellulare. Oggi con il microscopio elettronico, la membrana può essere visualizzata come una sottile doppia linea continua. Secondo le ipotesi correnti, la membrana consiste essenzialmente di molecole di fosfolipidi e colesterolo disposte in maniera tale che le loro code idrofobe siano rivolte verso l’interno. 

Le catene polipeptidiche delle molecole proteiche della membrana sono perpendicolari alle molecole lipidiche e si ritiene mantengano la coesione fra le diverse parti della membrana plasmatica. 
La struttura membranosa assolve al compito di dover separare l’ambiente cellulare da quello extracellulare, il nucleo dal citoplasma, ed anche il materiale interno ai vari organuli dalla matrice citoplasmatica.

In ogni cellula, animale o vegetale che sia, lo strato periferico del protoplasma ha le caratteristiche morfologiche e funzionali di una membrana posta a separare due ambienti diversi, che possono essere identificati con soluzioni che posseggono caratteristiche e composizioni chimico-fisiche diverse. La funzione di tale diaframma è di permettere il passaggio di acqua ed altri piccoli soluti all’interno della cellula, mentre esso si oppone ai soluti di alto peso molecolare. In generale il verso del flusso è determinato dalla concentrazione della composizione della soluzione ai lati della membrana, il flusso avviene sempre nel verso dalla soluzione più diluita alla più concentrata: esso tende cioè ad equilibrare le due concentrazioni e cessa quando si è raggiunta l’uguaglianza. La pressione necessaria per fermare completamente questo movimento è detta pressione osmotica. Essa è tanto maggiore quanto piú è concentrata la soluzione. 

La membrana cellulare non è una membrana semipermeabile ideale, in quanto essa risulta impermeabile ad alcuni, ma non a tutti, i soluti presenti. La permeabilità o meno della membrana ai soluti non dipende esclusivamente dalle sue caratteristiche chimico fisiche strutturali, ma in gran parte da fenomeni intimamente legati al metabolismo cellulare.

Le cellule, in relazione al loro comportamento relativo alla pressione osmotica e alla pressione ambientale, si distinguono in: poichilosmotiche e omiosmotiche. Le prime presentano una pressione osmotica uguale o quasi a quella del loro ambiente, le seconde sono in grado di mantenere una pressione osmotica compresa entro una vasta latitudine di valori, molto diversi da quelli ambientali.