Concetti Chiave
- Le alterazioni del trasporto di cationi colpiscono principalmente muscolo, cervello e cuore, con il rene come ulteriore bersaglio.
- Il calcio, essenziale per molte funzioni cellulari, è regolato da ormoni come paratormone, vitamina D e calcitonina che influenzano il suo assorbimento e rilascio.
- Ogni giorno l'organismo introduce circa 1 grammo di calcio, di cui solo un quinto viene assorbito a livello intestinale.
- Il calcio regola diverse funzioni cellulari, tra cui contrazione muscolare, secrezione e trascrizione genica, legandosi a proteine regolatrici e enzimi.
- La cubilina, per il riassorbimento delle proteine, si associa alla megalina; il complesso risulta fondamentale per il recupero e la degradazione delle proteine nei lisosomi.
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.
Domande da interrogazione
- Quali sono le principali patologie associate all'alterazione del trasporto di cationi?
- Come viene regolato il calcio nell'organismo umano?
- Quali sono le funzioni del calcio nell'organismo?
- Qual è il ruolo della cubilina e megalina nel riassorbimento delle proteine?
Le patologie dovute all'alterazione del trasporto di cationi colpiscono principalmente muscolo, cervello e cuore, ma anche i reni, come evidenziato nel testo.
La regolazione del calcio avviene attraverso l'azione di ormoni come il paratormone, la vitamina D e la calcitonina, che influenzano il rilascio e l'assorbimento di calcio, mantenendo un equilibrio tra assorbimento intestinale e filtrazione renale.
Il calcio è coinvolto in numerosi fenomeni biologici, tra cui la contrazione muscolare, la fecondazione, la secrezione, la trascrizione genica e la regolazione del metabolismo, grazie alla sua interazione con diverse proteine e enzimi.
La cubilina lega le proteine per il riassorbimento, ma necessita della megalina per essere internalizzata. Questo complesso viene poi degradato nei lisosomi, permettendo il recupero dei peptidi e il ritorno in circolo, mentre il complesso stesso riemerge in superficie.
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