Lo stress osmotico è un fenomeno che determina l’efflusso o l’afflusso di acqua verso o dalla cellula. Le risposte cellulari a tale stress coinvolgono l’attività dei canali dell’acqua e dei trasportatori di elettroliti, nonché l’accumulo di osmoliti. Inoltre, la protezione delle proteine e delle strutture subcellulari gioca un ruolo cruciale nella reazione delle cellule a queste sollecitazioni.
Impatto dello stress osmotico negli organismi acquatici
Negli organismi acquatici come i pesci, la salinità esterna, sia in condizioni di bassa che alta concentrazione, influenza l’equilibrio interno. In ambienti di acqua dolce, si verifica principalmente l’afflusso di acqua e la perdita di elettroliti, mentre negli ambienti marini avviene l’opposto, con l’efflusso di acqua e l’aumento della carica ionica. Nelle piante, l’esposizione alla siccità e allo stress da salinità attiva complesse cascata di segnalazioni, portando a risposte fisiologiche adattative. Anche in questo caso, lo stress salino genera stress osmotico che causa la produzione di specie reattive dell’ossigeno (ROS), le quali possono rivelarsi dannose per le cellule vegetali.
Meccanismi cellulari e vegetali di adattamento
Lo stress osmotico è fondamentale per il mantenimento dell’omeostasi cellulare. Le cellule, a temperatura corporea, possono regolare il loro volume tramite la pompa di ioni attraverso le membrane, obbligando l’acqua a muoversi in sincronia. Questo meccanismo è essenziale per preservare integrità e funzionalità cellulari. Di fronte a stress ambientali, le piante rispondono anche attraverso modifiche dell’espressione genica. Queste azioni sono mirate al ripristino dell’equilibrio, alla disintossicazione e al recupero della crescita. Gli osmoliti, sostanze accumulate per difendere le proteine da situazioni estreme, giocano un ruolo importante nel mantenimento della stabilità cellulare e nella promozione della funzione proteica. I pesci, d’altro canto, rispondono a variazioni di salinità attivando meccanismi osmoregolatori, principalmente attraverso le branchie. Questi tessuti sono i primi a percepire le variazioni osmotiche, il che è cruciale per mantenere un’osmolarità corporea costante.
Stress osmotico in batteri e lieviti
I batteri affrontano lo stress osmotico mediante strutture cellulari sicure. Le membrane citoplasmatiche semipermeabili, dotate di acquaporine, regolano il flusso d’acqua, mentre la parete cellulare conferisce stabilità. La dilazione o la disidratazione delle cellule avviene come reazione a variazioni della pressione osmotica esterna. Nei batteri Gram Negativi, l’integrità cellulare è influenzata da soluti raffinati e variazioni di pressione, da cui dipende la salute della cellula. I lieviti, come Saccharomyces cerevisiae, mostrano risposte dirette a stress iperosmotico, come l’arresto della divisione cellulare e un cambiamento nella sintesi degli osmoliti. I lieviti, famosi per il loro utilizzo nella fermentazione, possono subire effetti negativi dall’elevata concentrazione di zucchero, portando a stress osmotico. Questo scenario impatta sulla vitalità cellulare e sulla capacità di riproduzione, richiedendo così adattamenti significativi per sopravvivere a condizioni sfavorevoli. Fonte Verificata
