Il ruolo del calcio e delle proteine nel trasporto cellulare e nelle funzioni biologiche

esistono anche delle patologie dovute all’alterazione del trasporto di cationi. Muscolo e cervello, e in secondo luogo il cuore, sono generalmente i bersagli di queste canalopatie, ma anche il rene.

Regolazione del calcio nell'organismo

Ci si concentra a questo punto in particolare sulle alterazioni del trasporto del calcio: esso è uno ione che è poco concentrato all’interno della cellula, ad eccezione che nei mitocondri e nel REL. Ne introduciamo mediamente 1gr di calcio al giorno, di cui 1/5 viene assorbito a livello intestinale, il resto viene eliminato con le feci. All’interno dell’organismo umano è presente anche un deposito di calcio che si trova nelle ossa, dove è presente 1kg di Ca, del quale ogni giorno ne vengono mobilizzati circa 0.5g. Infine, i reni filtrano circa 10 g di calcio al giorno, eliminandone solo 200 mg attraverso le urine, in equilibrio con l’assorbimento intestinale. Si consideri poi che la calcemia è regolata da alcuni ormoni:

• paratormone (PTH): il quale favorisce il rilascio di calcio e fosforo e aumenta con

l’ipocalcemia;

• vitamina D: la quale favorisce il riassorbimento di calcio nel rene e l’escrezione di fosfato (con

aumento di calcio libero, non legato al fosfato)

• calcitonina: la quale ha effetto opposto rispetto a PTH e quindi aumenta con ipercalcemia. Si ricordi poi che il calcio per la maggior parte (55%) è legato all’albumina plasmatica, mentre il 45% è libero, e che all’interno della cellula è 10000 meno concentrato rispetto che all’esterno. È però molto concentrato nei mitocondri e nel REL.

Funzioni e bersagli del calcio

Si possono a questo punto considerare i fenomeni calcio-dipendenti, come fecondazione e differenziamento, contrazione muscolare, movimento cellulare, secrezione, trascrizione genica, regolazione del metabolismo, proliferazione e apoptosi.

Ovviamente il calcio per svolgere queste funzioni presenta diversi bersagli molecolari:

• si lega a proteine regolatrici, come la troponina che regola la contrazione muscolare striata;

• si lega alla calmodulina e regola l’azione di enzimi come la glicogeno fosforilasi (regola la glicolisi);

• regola l’NO sintasi, quindi anche l’NO e il rilasciamento del muscolo liscio;

• regola le Ser/Thr chinasi e quindi regola la fosforilazione;

• regola direttamente l’azione di enzimi, come fosfolipasi A, C e D, importantissime per la trasduzione del segnale;

• si lega a proteine e fosfolipidi che regolano la fusione di membrana, come annessine, sinaptotgmina e fosfolipidi.

Ruolo della cubilina e megalina

Più in particolare la cubilina lega proteine e ne permette il riassorbimento; tuttavia, per essere riassorbita e internalizzata si deve associare alla megalina che è legata alla membrana. Essa viene introdotta nei vacuoli che si fondono con i lisosomi. In essi avviene la degradazione delle proteine e il recupero dei peptidi, i quali vengono riassorbiti e ritornano in circolo, mentre il complesso cubilina-megalina ritorna in superficie.