La viabilità nelle cellule

Il transito delle particelle nei liquidi e nelle cellule non avviene a caso, ma dipende dalla grandezza, dalla polarità e dalla concentrazione delle molecole che li compongono.

Cosa accade se aggiungi una zolletta di zucchero ad un bicchiere pieno d’acqua? Dopo un po’ l’acqua del bicchiere risulterà tutta dolce. Come si spiega quello che è accaduto? Lo zucchero si sposta dalla zona dove è più concentrato, verso la zona dove è meno concentrato, cioè si distribuisce secondo un gradiente di concentrazione, e in breve il movimento continuo delle particelle di zucchero renderà dolce tutta l’acqua, essendo la concentrazione diventata uniforme. Questo processo è detto diffusione passiva, ed è un movimento spontaneo di particelle che avviene senza utilizzare alcuna energia. Tale processo è molto frequente nelle cellule, e consente ad alcune molecole come l’ossigeno, l’anidride carbonica e l’acqua di attraversare la membrana cellulare.

Zuccheri, sali minerali e aminoacidi, invece, non possono attraversare la membrana spontaneamente, perché sono troppo grandi o perché presentano una carica elettrica. Il loro passaggio avviene sempre secondo gradiente, ma grazie alle proteine di membrana, dette proteine canali, che creano una sorta di corsia preferenziale per agevolare l’ingresso nella cellula di una determinata sostanza; questo processo è chiamato diffusione facilitata.

La membrana cellulare, quindi, si lascia attraversare dall’acqua (solvente) ma non da zuccheri o sali minerali (soluto).

L’acqua è il principale solvente presente nelle cellule e serve a sciogliere tantissime sostanze; la sua diffusione attraverso una membrana è detta osmosi. Quando una membrana separa due ambienti che presentano concentrazioni diverse, l’acqua spontaneamente si sposta verso la zona dove la concentrazione del soluto è maggiore, come se il soluto attraesse il solvente che si trova al di là della membrana semipermeabile.

Una cellula può trovarsi immersa in ambienti diversi e si può osservare che:

• se una cellula è immersa in una soluzione nella quale la concentrazione dei soluti è maggiore della propria (soluzione ipertonica) la cellula perde la propria acqua e si raggrinzisce.
• se la cellula si trova all’interno di una soluzione con minor contenuto salino (soluzione ipotonica) essa assorbirà l’acqua dall’esterno e si gonfierà.

• Nelle soluzioni isotoniche, invece, i due ambienti presentano la stessa concentrazione, le molecole d’acqua attraversano la membrana nelle due direzioni in ugual misura, e la cellula mantiene costante la propria forma e il proprio contenuto.

About Prof. ssa Maria Teresa Panico
Laureata in Scienze Biologiche presso l’Università Federico II di Napoli, ha maturato la sua esperienza didattica sia nella scuola primaria che in quella secondaria di I e II grado. Nell’insegnamento ha sempre privilegiato una didattica laboratoriale, cercando di stimolare la curiosità degli alunni mediante esperienze dirette, che li facesse appassionare allo studio delle discipline scientifiche. Attualmente insegna presso l'ISIS Europa di Pomigliano d'Arco.

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