La membrana plasmatica (o
plasmalemma) separa - ma
non isola - dall'ambiente esterno quello interno che conserva, comunque,
la sua autonomia funzionale. Essa si comporta come una linea di frontiera
che può essere attraversata da persone e da merci, ma non
indiscriminatamente, poiché esistono varchi speciali ove vige un controllo
selettivo.
Essa è formata da un
doppio strato
di molecole lipidiche aventi proprietà polari cui
sono associate innumerevoli proteine enzimatiche, il rapporto ponderale
tra le due componenti può raggiungere la parità. Le sue capacità selettive
dipendono sia dall'organizzazione fisico-chimica degli strati lipidici,
sia dalla attività degli enzimi che incorpora.
La membrana plasmatica si comporta come una membrana semipermeabile, ciò vuol
dire che essa si lascia liberamente attraversare dalle molecole del
solvente (acqua nella fattispecie) ma non dalle molecole delle sostanze in
essa disciolte. (fig)
La semipermeabilità ha conseguenze
importanti, in quanto dà origine a
fenomeni osmotici. Una parete cellulare si osserva presso i batteri, i funghi,
i vegetali superiori e alcuni protisti.
La membrana plasmatica
gode di un'interessante proprietà: non tollera margini liberi e
quindi tende a risarcire ogni lacerazione: questa proprietà -
di natura chimico-fisica - garantisce la sopravvivenza della cellula dopo
un trauma. Se però il trauma è tanto brutale da stracciare la membrana,
ciascun lembo isolato della membrana si richiude su se stesso in modo da
formare minute sfere. Di conseguenza non si osserverà mai una lamina di
plasmalemma isolata, bensì una struttura laminare richiusa su se stessa.
Addossate alle due falde lipidiche che formano il plasmalemma vi sono
molecole proteiche che ne accrescono la resistenza meccanica, mentre,
inserite nel loro spessore, si trovano molecole enzimatiche alcune delle
quali lavorano come pompe e provvedono al
trasporto attivo di molecole.
Queste pompe in miniatura, trasferiscono 'contro gradiente di concentrazione' alcune
micromolecole consumando energia; in altre parole, esse concentrano
all'interno della cellula sostanze indispensabili al metabolismo
cellulare, oppure sospingono verso l'esterno sostanze da eliminare.
Altre molecole
enzimatiche, sempre presenti, pompano in una direzione o nell'altra ioni
alcalini o alcalino-terrosi (K+,
Na+, Ca2+)
e finiscono coll'introdurre cariche positive in eccesso e col creare una
differenza di potenziale tra l'interno della cellula e l'esterno (7) che
si esprime in millesimi di Volt. Da simile distribuzione delle cariche
elettriche deriva una proprietà di grandissima importanza per ogni
organismo vivente: l'eccitabilità. Infatti, qualunque evento che
faciliti il deflusso di ioni attraverso la membrana, o ne limiti
l'ingresso, provoca una variazione di potenziale che si propaga lungo il
plasmalemma e innesca risposte specifiche da parte della cellula.
L'eccitabilità - più o meno
sviluppata presso ogni sorta di cellule, dal batterio fino al mammifero -
è il tramite per il quale ogni organismo riceve informazione dall'ambiente
circostante e reagisce di conseguenza.
Il plasmalemma
fornisce supporto meccanico sia a quelle molecole enzimatiche che
possono funzionare solo se sono ancorate, sia a quelle altre molecole che
cooperano solo a condizione di essere situate a distanze ben precise.
Quando le molecole enzimatiche che necessitano di supporto sono
numerosissime la superficie del plasmalemma cresce in proporzione,
formando pieghe e creste . Ciò è evidente nei Procarioti, ma anche nei
mitocondri, organuli delle cellule eucariotiche deputate alla
respirazione .
La funzione di mediatore tra ambiente interno e ambiente esterno di
cui è dotato il plasmalemma è assai importante, motivo per cui esiste un
rapporto ottimale tra superficie limitante e volume citoplasmatico.
Quando una cellula cresce di
diametro la sua superficie cresce secondo il quadrato delle dimensioni
lineari, mentre il volume cresce secondo il cubo di
dette dimensioni.
Ad esempio:
se in una cellula sferica il diametro
passa da 10 µm a 20 µm
la superficie passa da 234,6 a 942 µm2
il volume passa da 523,5 a 4189 µm3.
Lo squilibrio che così nasce viene eliminato dalla divisione cellulare (fig).
In conclusione, a causa del complesso di proprietà inerenti alla struttura chimico-fisica degli strati lipidici e del complesso di proprietà delle
proteine che ad essi aderiscono, la membrana plasmatica funge da centro
di regolazione dell'ingresso e dell'uscita dei materiali occorrenti o
da eliminare, in modo da mantenere le cellule in stato di crescita
armoniosa o in
stato stazionario.
