Le cellule animali hanno una membrana selettivamente permeabile che le circonda che separa il contenuto interno della cellula dall’ambiente esterno. Il processo attraverso il quale gli ioni e le piccole molecole solubili, o soluti, passano attraverso la membrana cellulare è noto come trasporto di membrana. Queste molecole sono generalmente sostanze vitali per la funzione e il mantenimento della cellula, come glucosio e aminoacidi. Esistono quattro tipi principali di trasporto su membrana: diffusione passiva o semplicemente diffusione; diffusione facilitata; trasporto attivo primario; e trasporto attivo secondario. Molti di questi meccanismi di trasporto comportano l’uso di molecole proteiche specializzate situate nella membrana cellulare chiamate proteine ??di trasporto della membrana.
La diffusione passiva avviene spontaneamente ed è guidata dall’attività casuale delle molecole in una soluzione. Le molecole si spostano da un’area ad alta concentrazione, dove ce ne sono molte densamente raggruppate, verso un’area a bassa concentrazione, dove ci sono meno molecole distanziate ulteriormente. Piccole molecole possono raggiungere il trasporto della membrana diffondendosi attraverso la membrana cellulare. La velocità di diffusione può essere influenzata da molte cose, tra cui la composizione della membrana cellulare e le dimensioni e la carica della molecola. Il tipo più noto di diffusione passiva è l’osmosi, un processo che coinvolge il movimento di molecole d’acqua da un’area ad alta concentrazione a un’area a bassa concentrazione.
La diffusione facilitata comporta l’uso di proteine ??di trasporto della membrana all’interno della membrana cellulare chiamate proteine ??del canale. Queste proteine ??agiscono come i pori della membrana cellulare, permettendo il passaggio di particelle idrosolubili, ma impedendo il passaggio di molecole lipofile o “amanti dei grassi”. La diffusione segue lo stesso meccanismo d’azione, con le molecole che si spostano da aree ad alta concentrazione ad aree a bassa concentrazione.
Il trasporto attivo primario utilizza energia per spostare ioni e molecole da aree ad alta concentrazione ad aree a bassa concentrazione. L’energia necessaria affinché avvenga il trasporto attivo primario è di solito sotto forma di un nucleotide chiamato adenosina trifosfato (ATP). Una delle forme più comuni di trasporto attivo è la pompa sodio-potassio, che aiuta le cellule a mantenere una carica elettrica nota come potenziale di riposo e controlla anche il volume delle cellule. La pompa sodio-potassio sposta gli ioni sodio all’esterno della cellula e rilascia ioni potassio nel citoplasma della cellula.
Il trasporto attivo secondario utilizza proteine ??di trasporto di membrana chiamate antiporter e symporter. Gli antiportatori spostano ioni e molecole trasportando un tipo di particella rispetto al normale gradiente di concentrazione, da bassa ad alta concentrazione, mentre trasportano l’altro tipo di particella in modo normale, da alta a bassa concentrazione. I Symporter trasportano due diversi tipi di molecole o ioni attraverso la membrana cellulare allo stesso tempo e nella stessa direzione.