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Lezioni di Biologia per la scuola primaria, secondaria e superiore

cellule staminali

Origine delle cellule staminali

Le cellule staminali possono essere generalmente suddivise in embrionali e adulte a seconda del tessuto da cui derivano. Nel caso delle cellule staminali umane, se sono state prelevate da un embrione (precisamente dalla “inner cell mass” = massa cellulare interna, includente epiblasto ed ipoblasto di un embrione di 4-5 giorni, prima dell'impianto nell'utero materno) si chiamano “embrionali”, se invece prelevate da un tessuto di una persona adulta si chiamano “adulte”. In realtà le cellule staminali esistono anche nei feti, nei neonati e ad ogni stadio della vita di un organismo.

Spesso, durante un corso base di biologia, gli studenti vengono introdotti allo studio della cellula come se essa fosse sempre isolata. In realtà ciò si verifica solo nel caso di organismi unicellulari mentre nella stragrande maggioranza dei casi le cellule sono associate tra loro a formare i tessuti, insiemi di cellule simili (con alcune eccezioni, come nel sangue) legate tra loro per assolvere funzioni di fondamentale importanza per l'organismo pluricellulare.

cellula

Solo 24 elementi della tavola periodica formano le cellule animali e vegetali. Il carbonio, l'ossigeno, l'idrogeno e l'azoto formano la maggior parte della massa cellulare (80%). Sodio, potassio, magnesio, calcio, zolfo e fosforo rappresentano il 18%. Tutti questi elementi si differenziano molto in percentuale da quelli che compongono la superficie terrestre a quelli presenti nel corpo umano; alcuni di essi, come il silicio, nel corpo umano non ci sono affatto. L'acqua è presente in notevole quantità (≈ 70%).

citologia

La citologia è lo studio dell'organizzazione cellulare. La cellula è circondata da membrane costituite da lipidi. La membrana regola gli scambi tra le varie sostanze. Le proteine operano il trasporto di sostanze tra le membrane.

La cellula è un sistema complesso formato fondamentalmente da un nucleo e una membrana. Il secondo principio della termodinamica dice che un sistema isolato tende a disorganizzarsi nel tempo (l'energia libera diminuisce). La cellula, invece, mantiene questa organizzazione; quindi essa scambia energia, l'acquista e l'utilizza.

sangue

Il sangue è il mezzo attraverso il quale le molecole indispensabili alla vita di un organismo possono raggiungere i tessuti: l'ossigeno, fondamentale per la respirazione cellulare, i metaboliti prodotti dalla digestione, gli ormoni, le vitamine e così via. Un uomo di massa pari a 75 chilogrammi ne possiede circa sei litri.

Ioni e molecole si muovono mediante diffusione semplice, che avviene sempre secondo gradiente di concentrazione. L'acqua diffonde attraverso una membrana semipermeabile mediante osmosi (secondo gradiente) cioè va dalla zona dove ci sono più molecole di acqua verso la zona dove ce ne sono di meno.

La membrana plasmatica e la parete cellulare

La membrana plasmatica, con le proteine intrinseche, i glicolipidi e le glicoproteine, assolve due importanti funzioni:

  • funzioni di trasporto
  • funzioni captative

Per quanto riguarda il trasporto esso può essere effettuato secondo tre diverse modalità. Se avviene senza consumo di energia, attraverso il doppio strato fosfolipidico, si parla di trasporto passivo: esso funziona solo secondo gradiente di concentrazione, cioè gli ioni e le molecole si spostano dalle zone dove sono più concentrate verso quelle dove la loro concentrazione è minore. Un caso particolare di trasporto è quello che convolge l’acqua che, essendo polare, passa attraverso la membrana tramite dei pori molecolari (proteine trans membrana) mediante il meccanismo osmotico. Se il trasporto avviene sempre senza consumo di energia ma è mediato da particolari proteine di membrana (carrier) si parla di trasporto facilitato o diffusione facilitata.

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