Gradiente di concentrazione

Gradiente di concentrazione Differenza della concentrazione di una determinata sostanza tra due soluzioni o tra due diverse regioni di una stessa soluzione. Tale differenza è alla base di molti fenomeni biologici, come l’osmosi, il trasporto attraverso le membrane, la chemiosmosi.

Poiché, secondo le leggi della termodinamica, ogni sistema tende al raggiungimento della condizione di equilibrio, le molecole che si trovano in una zona a maggiore concentrazione tendono spontaneamente a muoversi verso la zona in cui sono meno concentrate; in altri termini, si dice che si spostano “secondo gradiente di concentrazione”. All’interno di un recipiente pieno d’acqua, ad esempio, le particelle di una goccia di inchiostro tendono ad allontanarsi reciprocamente e a disporsi in modo uniforme nel liquido che le contiene (fenomeno della diffusione). Se si considerano due soluzioni aventi diversa concentrazione e separate da una membrana semipermeabile, che cioè permette solo il passaggio delle molecole di solvente e non di soluto, il solvente fluisce verso la soluzione più concentrata, in cui vi sono più particelle di soluto e meno di solvente (fenomeno dell’osmosi).

Nelle membrane biologiche, la presenza di gradienti di concentrazione tra l’ambiente interno della cellula e quello esterno determina una intensa attività di trasporto, eventualmente mediato da proteine canale. Poiché il flusso secondo gradiente di concentrazione è un processo spontaneo, avviene in modo esoergonico, cioè con liberazione di energia, che può essere sfruttata per fare avvenire altri processi non spontanei. Ad esempio, nel cotrasporto e nel controtrasporto lo spostamento di una molecola secondo gradiente fornisce l’energia per il movimento di un’altra molecola contro il suo gradiente.