1. Il doppio strato fosfolipide:
* Interni idrofobici: Il nucleo della membrana cellulare è composto da un doppio strato lipidico idrofobico (repellenza dell'acqua). Le molecole cariche, essendo idrofile (che accettano l'acqua), non possono attraversare facilmente questa barriera. Si trovano ad affrontare una repulsione significativa dall'ambiente non polare.
2. Natura selettivamente permeabile:
* Proteine integrali: Le membrane cellulari contengono proteine integrali specializzate, che agiscono come canali e pompe. Queste proteine facilitano il trasporto di molecole specifiche attraverso la membrana. Alcune proteine trasportano in particolare molecole caricate, mentre altre richiedono energia per spostarle dal loro gradiente di concentrazione.
3. Gradienti di concentrazione:
* Gradiente elettrochimico: Le molecole caricate non solo sperimentano gradienti di concentrazione (differenze nella concentrazione attraverso la membrana) ma anche gradienti elettrochimici. La carica elettrica attraverso la membrana (potenziale di membrana) influenza ulteriormente il movimento delle molecole cariche.
4. Requisiti energetici:
* Trasporto attivo: Spostare molecole cariche contro il loro gradiente elettrochimico richiede energia. Ciò si ottiene attraverso meccanismi di trasporto attivi, spesso coinvolgendo proteine specializzate che utilizzano ATP (adenosina trifosfato) come fonte di energia.
5. Dimensioni e forma:
* Permeabilità limitata: Le dimensioni e la forma delle molecole cariche possono anche influenzare la loro capacità di attraversare la membrana. Molecole più grandi o quelle con forme complesse possono avere difficoltà a passare attraverso i pori o i canali della membrana.
In sintesi: La struttura della membrana cellulare, la presenza di proteine selettive, i gradienti elettrochimici, i requisiti energetici e la dimensione e la forma delle molecole cariche contribuiscono tutti a prevenire la loro diffusione libera. Questo movimento controllato di molecole cariche è cruciale per il mantenimento dell'omeostasi cellulare, il trasporto di nutrienti e la generazione di segnali elettrochimici.
