L'attività cellulare è la base di tutta la vita. Anche gli organismi più grandi e complessi sulla Terra si affidano ai processi biologici condotti da migliaia di miliardi di cellule microscopiche. Le singole cellule svolgono le loro funzioni biologiche trasportando vari materiali da e verso i loro ospiti multicellulari. Alcune sostanze che non possono passare facilmente attraverso la membrana cellulare utilizzano un affascinante metodo di trasporto chiamato diffusione facilitata.

TL; DR (Troppo lungo, non letto)

Alcuni grandi, polari, caricati elettricamente o le molecole insolubili nei lipidi richiedono assistenza per diffondersi attraverso la membrana plasmatica. La diffusione facilitata usando proteine ​​carrier o canali ionici permette a queste importanti molecole (come il glucosio) di attraversare la membrana.

La pelle di una cellula

Un sottile strato chiamato membrana plasmatica racchiude le cellule e mantiene integrità della cellula contenendo fluido cellulare o citoplasma e strutture specializzate chiamate organelli. La membrana plasmatica regola anche le sostanze che entrano o escono dall'interno della cellula. Le cellule hanno una varietà di metodi per spostare le molecole attraverso la membrana cellulare e questi metodi si dividono in due categorie generali: trasporto passivo e trasporto attivo. Una cellula deve spendere energia per compiere il trasporto attivo mentre il trasporto passivo non richiede energia cellulare. La diffusione facilitata è un esempio di trasporto passivo.

Il flusso delle molecole da alto a basso

La diffusione è il processo mediante il quale le molecole fluiscono naturalmente da aree ad alta concentrazione a zone a bassa concentrazione. Alcune molecole, tuttavia, non possono entrare o uscire liberamente da una cellula sotto l'influenza di un gradiente di concentrazione perché non sono compatibili con la membrana plasmatica della cellula, che è meno permeabile alle molecole che sono grandi, polari, elettricamente cariche o insolubili nei lipidi. Con la diffusione facilitata, la cellula può "aiutare" alcune di queste molecole a passare attraverso la membrana plasmatica legandole a speciali proteine ​​portanti o aprendo i canali tra la cellula e l'ambiente circostante.

Facilitazione del glucosio

Il glucosio è una molecola di zucchero che funge da fonte energetica fondamentale per molte cellule. Fuori dalla cellula, il flusso sanguigno fornisce costantemente glucosio mentre all'interno della cellula, il metabolismo cellulare consuma continuamente glucosio. Di conseguenza, la concentrazione di glucosio all'esterno della cellula rimane superiore alla concentrazione all'interno della cellula, ma la molecola di glucosio è troppo grande per passare attraverso la membrana plasmatica senza assistenza. Quindi, la cellula fornisce proteine ​​carrier glucosio-specifiche che si legano alle molecole di glucosio e permettono loro di entrare nella cellula.

Canali ionici

La diffusione facilitata tramite proteine ​​carrier è comune per una varietà di molecole più grandi che non può facilmente passare attraverso la membrana plasmatica. Esempi includono fruttosio e galattosio, che sono monosaccaridi come il glucosio; amminoacidi, gli elementi costitutivi delle proteine; e nucleosidi, che sono necessari per la sintesi del DNA e dell'RNA. Un diverso tipo di diffusione facilitata coinvolge le proteine ​​di canale, che non si legano alle molecole ma piuttosto aprono un canale che consente il trasporto rapido di molecole e ioni più piccoli, come sodio, potassio, calcio e cloro.