Il secondo appuntamento di questo rubrica tratterà principalemente la membrana plasmatica, parleremo del processo di diffusione dell' osmosi e del modo in cui le cellule equilibrano la quantità di acqua al loro interno.
La membrana plasmatica ( o plasmolemma ), che circonda la cellula, ne controlla il trasporto delle molecole verso l' esterno e l'interno trasmettendo i segnali dell' ambiente alla cellula.
La membrana plasmatica delle cellula vegetali è composta da lipidi 40% : proteine 40% : carboidrati 20% .
Essa interagisce con la parete cellulare, formando i legami fisici tra le molecole della parete e gli elementi del citoscheletro.
Si pensa che diverse classi di proteine sono coinvolte nel definire e regolare l' interfaccia fra membrane cellulare e parete. Queste proteine sono legate sia al plasmolemma sia hai carboidrati extracellulari.
L'acqua è la molecola più abbondante negli organismi arrivando a costituire il 95% della massa dei tessuti vegetali.
E' un ottimo solvente ed è l' ambiente in cui vengono svolte tutte le reazione metaboliche cellulari.
Una proprietà della "sostanza" acqua è quella di possedere energia libera, definita come potenziale chimico. Consiste nella capacità dell' acqua di compiere un lavoro che, nel caso specifico dell' acqua viene chiamato potenziale idrico Ψw .
Risulta essere dunque il lavoro impiegato dalla pianta per l' assorbimento radicale.
Questo parametro può essere influenzato dalla temperatura, dalla pressione o dall' altitudine ed è costituito da tre componenti secondo la formula Ψw = Ψπ + Ψp + Ψm .
Per convenzione il potenziale idrico dell' acqua pura ( cioè senza soluti ) alla pressione atmosferica, è pari a zero.
Se l' acqua è sotto pressione, il potenziale di pressione Ψp aumenta e con esso il potenziale idrico ( viceversa se diminuisce ). Ψp si misura in Mpa (megapascal) o bar ( 1Mpa = 10 bar o 10 atmosfere ).
Il potenziale osmotico Ψπ indica l' effetto che i soluti hanno sull' acqua : nell ' acqua pura
l' aggiunta di soluti diminuisce l' energia libera dell' acqua per cui, il potenziale osmotico di una soluzione è sempre negativo ed è legato alla quantità di particelle presenti in soluzione.
Il potenziale di matrice Ψm è il valore riferito all' adsorbimento dell' acqua alle componenti solide e alle sostanze non solubili ( membrane, pareti cellulari e particelle del suolo ).
L' adsorbimento dell' acqua diminuisce l' energia libera, quindi anch' esso è un valore negativo.
L' acqua si muove da zone in cui il potenziale idrico è maggiore a zone dove il potenziale idrico è minore. Pertanto l' acqua si muove solo se è presente tra le due zone una differenza di potenziale, mentre se è uguale, tali zone sono in equilibro e non si verifica nessun movemento dell' acqua.
Il trasporto dell' acqua in una pianta avviene lungo il gradiente di potenziale idrico.
Per quanto riguarda la velocità di questo movimento attraverso le membrane, essa dipede da diversi fattori ① forza drenante ② permeabilità della membrana ③ geometria cellulare .
L' equilibrazione dell ' acqua rispetto all' esterno di una cellula vegetale avviene piuttosto rapidamente e per la maggior parte del tempo Ψ cellula = Ψ esterno .
Ora parliamo del processo di trasporto più semplice che è per diffusione. Consente lo spostamento di molecole in soluzione sulla base della loro concentrazione.
Cioè da una zona dove sono più concentrate verso zone dove lo sono di meno.
L' osmosi è un particolare caso di diffusione che si realizza quando due compartimenti, nei quali sono presenti soluzione acquose a diverso potenziale dell' acqua, sono separati da una membrana semipermeabile.
Questo tipo di setto di separazione ha pori fisici che hanno dimensione che consentono soltanto il passaggio di molecole dì acqua e non quello dei soluti.
Attraverso la membrana semipermeabile passano soltanto le molecole di acqua dalla soluzione meno concentrata definita ipotonica (cioè con potenziale osmotico minore) a quella più concentrata definita ipertonica ( cioè con potenziale osmotico maggiore ), fino a quando il dislivello che si viene a costruire non raggiunge un valore che equilibra il potenziale osmotico negativo con un potenziale di pressione positivo.
Questo flusso è detto osmosi e può essere impedito se si esercito una pressione sufficiente sulla soluzione più concentrata. Questa pressione è detta pressione osmotica.
A livello industriale l' osmosi viene impiegata nella conservazione degli alimenti.
Per esempio la famosa salamoia, la salatura. Anche le marmellate e i canditi, gli alimenti essiccati o affumicati.
L' osmosi inversa rappresente invece il più efficiente processo di trattamento dell’acqua.
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L'ora di andare a dormire è quasi arrivata e ne approfitto per chiudere qui questo appuntamento, gli argomenti sono abbastanza difficili da comprendere ma sono aspetti molto interessanti che spero suscitino interesse anche a chi leggerà. Se sei arrivato fin qui ti ringrazio, buonanotte a tutta la comunity.