5.1C: Fluidità di membrana

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Fluidità di membrana

Ci sono molteplici fattori che portano alla fluidità di membrana. In primo luogo, la caratteristica a mosaico della membrana aiuta la membrana plasmatica a rimanere fluida. Le proteine e i lipidi integrali esistono nella membrana come molecole separate ma vagamente attaccate. La membrana non è come un palloncino che può espandersi e contrarsi; piuttosto, è abbastanza rigida e può scoppiare se penetrata o se una cellula prende troppa acqua. Tuttavia, a causa della sua natura a mosaico, un ago molto sottile può facilmente penetrare una membrana plasmatica senza provocarne lo scoppio; la membrana scorrerà e si autosigillerà quando l’ago verrà estratto.

Figura \(\PageIndex{1}): Fluidità della membrana: La membrana plasmatica è una combinazione fluida di fosfolipidi, colesterolo e proteine. I carboidrati attaccati ai lipidi (glicolipidi) e alle proteine (glicoproteine) si estendono dalla superficie esterna della membrana.

Il secondo fattore che porta alla fluidità è la natura dei fosfolipidi stessi. Nella loro forma satura, gli acidi grassi nelle code dei fosfolipidi sono saturi di atomi di idrogeno legati; non ci sono doppi legami tra atomi di carbonio adiacenti. Questo si traduce in code che sono relativamente dritte. Al contrario, gli acidi grassi insaturi non contengono un numero massimo di atomi di idrogeno, anche se contengono alcuni doppi legami tra atomi di carbonio adiacenti; un doppio legame risulta in una curva di circa 30 gradi nella stringa di carboni. Così, se gli acidi grassi saturi, con le loro code dritte, vengono compressi da temperature decrescenti, si comprimono l’uno sull’altro, formando una membrana densa e abbastanza rigida. Se gli acidi grassi insaturi vengono compressi, le “pieghe” nelle loro code fanno gomitare le molecole di fosfolipidi adiacenti, mantenendo un certo spazio tra le molecole di fosfolipidi. Questo “spazio a gomito” aiuta a mantenere la fluidità della membrana a temperature alle quali le membrane con code di acidi grassi saturi nei loro fosfolipidi si “congelerebbero” o solidificherebbero. La fluidità relativa della membrana è particolarmente importante in un ambiente freddo. Un ambiente freddo tende a comprimere le membrane composte in gran parte da acidi grassi saturi, rendendole meno fluide e più suscettibili alla rottura. Molti organismi (i pesci ne sono un esempio) sono capaci di adattarsi agli ambienti freddi cambiando la proporzione di acidi grassi insaturi nelle loro membrane in risposta all’abbassamento della temperatura.

Negli animali, il terzo fattore che mantiene fluida la membrana è il colesterolo. Si trova accanto ai fosfolipidi nella membrana e tende a smorzare gli effetti della temperatura sulla membrana. Così, il colesterolo funziona come un tampone, impedendo alle temperature più basse di inibire la fluidità e impedendo alle temperature più alte di aumentare troppo la fluidità. Il colesterolo estende in entrambe le direzioni la gamma di temperature in cui la membrana è adeguatamente fluida e, di conseguenza, funzionale. Il colesterolo serve anche altre funzioni, come l’organizzazione di gruppi di proteine transmembrana in zattere lipidiche.

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