Concetti Chiave
- Esistono canali alternativi nei polmoni che possono compensare la mancanza di CFTR nei pazienti con fibrosi cistica, migliorando il trasporto di cloro e bicarbonato.
- Il muco bronchiale, essenziale per intrappolare particelle nocive, diventa viscoso nei pazienti con fibrosi cistica, causando ostruzioni e tosse persistente.
- Il gene CFTR è l'unico della famiglia ABC a trasportare ioni, ed è attivato dall'ATP per consentire il passaggio di ioni Cl- attraverso la membrana cellulare.
- La regolazione del canale CFTR avviene tramite la fosforilazione e il legame di ATP, che controllano l'apertura e la chiusura del canale ionico.
- Circa 2000 mutazioni del gene CFTR sono state identificate, ma solo il 10% di esse ha effetti noti sul funzionamento del canale, rendendo difficile la previsione delle combinazioni nei pazienti.
Canali alternativi e fibrosi cistica
A livello bronchiale, oltre al CFTR, esistono altri canali che trasportano il cloro e il bicarbonato. Si sta pensando infatti di potenziare questi per compensare alla mancanza di CFTR nei pazienti con fibrosi cistica. Si ricordi poi che in condizioni fisiologiche, nei polmoni viene prodotto del muco che serve per inglobare e trattenere tutte quelle particelle estranee e potenzialmente nocive entrate durante la respirazione. Questo muco viene successivamente espulso nella faringe per mantenere le vie aeree pulite. Il cloro è importante a questo proposito per mantenere il muco idratato, mentre il bicarbonato è fondamentale per renderlo fluido: in sua assenza, questo diventa molto voluminoso e difficile da trasportare. Nei pazienti affetti da fibrosi cistica, a causa del malfunzionamento del canale, il muco diventa quindi estremamente viscoso e causa ostruzione e ristagno di sostanze nocive. Il sintomo più comune in questi pazienti è infatti la tosse con presenza di espettorato. Per far fronte a questo problema si ricorre alla fisioterapia che, tramite dei lavaggi con soluzioni fisiologiche anche piuttosto pesanti, ripulisce l’albero bronchiale. In alternativa si può ricorrere a delle sostanze mucolitiche che cercano di ridurre la viscosità del muco.
Funzionamento del gene CFTR
Il gene mutato nella FC si chiama CFTR, ABCC7 nella nuova nomenclatura, ed è interessante notare come sia l’unico canale facente parte della famiglia ABC a trasportare ioni. È poi interessante sottolineare che è un canale controllato dal suo stesso ligando. Per quanto riguarda la sua struttura, esso presenta una serie di domini transmembrana, dei domini regolatori e dei domini NBD (Nucleotide Binding Domain). Una volta sintetizzato dai ribosomi, esso deve essere processato nel Golgi per poi raggiungere infine la membrana plasmatica, dove si inserisce. Qui viene attivato dall’ATP. Più nel dettaglio la proteina CFTR normale permette il passaggio di ioni Cl- quando entrambi i complessi NDB sono legati all'ATP. Quando uno dei due ATP di uno dei due domini è scisso in ADP e Pi, il canale ionico si chiude. Un altro sistema di regolazione del canale del Cl- è la fosforilazione (catalizzata da una proteina chinasi cAMP-dipendente) di diverse serine della regione regolatrice. La presenza di cAMP ciclico permette difatti l’attivazione del canale.
Mutazioni del gene CFTR
Esistono circa 2000 mutazioni descritte per questo gene. Di solamente il 10% di queste si conoscono le conseguenze a livello del funzionamento del canale. Un numero così elevato di mutazioni rende impossibile prevedere tutte le possibili combinazioni che possono avvenire in un paziente.
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo del cloro e del bicarbonato nella fibrosi cistica?
- Come viene trattata la viscosità del muco nei pazienti con fibrosi cistica?
- Qual è la funzione del gene CFTR nella fibrosi cistica?
- Quante mutazioni del gene CFTR sono state identificate e quali sono le implicazioni?
Il cloro è fondamentale per mantenere il muco idratato, mentre il bicarbonato è essenziale per renderlo fluido. In assenza di bicarbonato, il muco diventa viscoso e difficile da trasportare, causando ostruzione e ristagno di sostanze nocive nei pazienti con fibrosi cistica.
Per affrontare la viscosità del muco, si ricorre alla fisioterapia, che utilizza lavaggi con soluzioni fisiologiche, e a sostanze mucolitiche che mirano a ridurre la viscosità del muco stesso.
Il gene CFTR, mutato nella fibrosi cistica, è l'unico canale della famiglia ABC a trasportare ioni. Esso regola il passaggio di ioni Cl- attraverso la membrana plasmatica, attivato dall'ATP e dalla fosforilazione, influenzando così la fluidità del muco.
Sono state descritte circa 2000 mutazioni del gene CFTR, ma solo il 10% di queste ha conseguenze note sul funzionamento del canale, rendendo difficile prevedere le combinazioni mutazionali nei pazienti.
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