Le vescicole lipidiche

I fosfolipidi dispersi in soluzioni acquose possono essere indotti a formare compartimenti vescicolari di vari tipi morfologici.

I liposomi sono vescicole delle dimensioni dei batteri, formati da una doppia membrana simile a quella cellulare in cui le teste delle molecole fosfolipidiche sono rivolte al di fuori e le code al di dentro della membrana. Grazie alle caratteristiche elettriche delle code, l'interno della membrana ha carattere idrofobo o lipofilo, mentre per via delle proprietà delle teste l'esterno è idrofilo o lipofobo. Lo spazio delimitato dalla membrana è acquoso, come l'ambiente esterno.

I due metodi principali di formazione dei liposomi sono quello per sonicazione (in cui i liposomi vengono indotti ad aggregarsi per effetto di ultrasuoni prodotti in una dispersione acquosa di fosfolipidi) e quello per iniezione (dove i fosfolipidi vengono prima disciolti in etanolo o altra sostanza appropriata e poi iniettati all'interno di una soluzione acquosa posta sotto agitazione).

I liposomi hanno una notevole importanza nella sperimentazione chimica e biologica, e come veicolo di farmaci, in quanto in essi possono venire incorporate sostanze di interesse farmaceutico che possono raggiungere facilmente i bersagli cellulari all'interno dell'organismo; infatti le membrane liposomiali possono facilmente fondersi con quelle cellulari rilasciando il loro contenuto all'interno di queste ultime.

Oltre ai liposomi si possono formare più grandi vescicole unilamellari o multilamellari. Le vescicole unilamellari hanno una dimensione lineare dell'ordine di 1-10 mm e possono essere studiate direttamente mediante microscopia ottica. Queste osservazioni hanno mostrato che le vescicole lipidiche esibiscono una grande varietà di forme differenti, in particolare le forme sferiche e biconcave tipiche degli eritrociti.

Nelle vescicole multilamellari le membrane sono poste una dentro l'altra delimitando così più spazi vescicolari interni. Le strutture stratificate possono risultare anche dall'unione di vescicole unilamellari

u Le caratteristiche e il comportamento in soluzione acquosa

La forma delle vescicole è determinata principalmente dall'elasticità e dal tipo di curvatura. Se l'interazione di una vescicola con un'altra è attrattiva, essa può portare a uno stato legato: la forma di una vescicola legata è determinata dal bilancio tra l'interazione di adesione e la propria tensione interna.

Due vescicole interagenti possono subire delle trasformazioni: se due vescicole collidono, esse possono aderire (più vescicole possono formare aggregati) ed eventualmente fondersi in una più grande.

L'adesione delle vescicole è molto importante in molti processi biologici, come nella formazione dei tessuti o nei processi di trasporto che implicano la fusione delle vescicole alle membrane cellulari (come nel caso dei liposomi utilizzati come vettori di farmaci).

Il fosfolipide più utilizzato nella costituzione delle vescicole è la dipalmitoilfosfatidilcolina, componente fosfolipidico principale delle membrane cellulari. Questo fosfolipide forma facilmente liposomi di piccole dimensioni sia con il metodo della sonicazione che con quello dell'iniezione in soluzione acquosa. La temperatura, la presenza di sostanze aggreganti (come ioni Fe3+e Al3+), e il fattore tempo sono importanti nel determinare l'aggregazione e la fusione dei liposomi in più grandi vescicole unilamellari.

La formazione di liposomi a base di altri fosfolipidi è possibile, ma non sempre il risultato è univoco. Spesso è necessario utilizzare tecniche differenti e procedimenti più elaborati. E' possibile pure la formazione di liposomi utilizzando miscele fosfolipidiche estratte da tessuti. Quest'ultimo tipo di liposoma è spesso utilizzato per avvicinarsi, nella sperimentazione biologica, alle caratteristiche delle membrane cellulari. Un altro passo verso questo avvicinamento è l'inserimento, all'interno delle membrane cellulari di molecole come proteine, glucidi e colesterolo. Non si deve dimenticare infatti che spesso le membrane sono formate solo per meno della metà da fosfolipidi, e quindi i liposomi possono rappresentare un modello di cellula solo per quanto riguarda certe particolari caratteristiche ma non per il complesso comportamento biochimico e biofisico di una vera membrana cellulare.