Fisiologia generale .- trasporti di membrana e pompe cellulari

IONE DENTRO FUORI

140 5

5/15 145

4 110

0.0001 2.5/5

Questa tabella rappresenta le concentrazioni ioniche in millimolare. In realtà il cloro si sposta grazie a sodio

e potassio. Quest’ultimi,infatti,sono i reali ioni mobilizzati di trasporto attivo primario. Sodio e potassio

sono i due cationi più abbondanti nella materia vivente e il loro trasportatore p la pompa dosio/potassio.

POMPA SODIO/POTASSIO

Definita anche pompa ATPasi. È una pompa di tipo P,è localizzata nella membrana plasmatica e

presente in tutte le cellule. Trasporta ioni sodio fuori dalla cellula e contemporaneamente ioni potassio

dentro,entrambi contro il loro gradiente elettrochimico. Questa pompa è essenziale per l’eccitabilità dei

neuroni e del muscolo. È formata da due sub unità : α (sede del trasporto,è una proteina di membrana con

10 domini trans membrana con parte citosilica più grossa di quella esterna) e una β (glicosilata,un solo

dominio trans membrana e parte esterna della proteina più grande dell’interna). La pompa lega 3 ioni sodio

e si autofosforila; si determina una variazione conformazionale e la proteina rilascia sodio all’esterno. I siti

di legame dell’Na sono ad alta affinità e successivamente diventano a bassa affinità. L’affinità determina la

facilità con cui quello ione si lega alla proteina e in questo processo è importante anche la concentrazione

(più concentrata,più affinità). Possono entrare 2 ioni potassio dalla stessa tasca. A questo punto il fosfato si

stacca e ciò riporta la molecola alla situazione iniziale : bassa affinità e K si stacca. La pompa non funziona in

maniera elettricamente neutra e si dice che è elettrogenica,perché abbiamo 3 cariche fuori e 2 dentro. Ad

ogni ciclo escono 3 ioni ed entrano 2 ioni ,quindi esce una carica positiva netta. Quindi la pompa

tende a mantenere elettricamente negativo l’interno della cellula rispetto all’esterno.

POMPA CALCIO-ATPasi

La pompa calcio-ATPasi è rappresentata dalla pompa del calcio della membrana plasmatica (PMCA) e dalla

pompa del calcio del reticolo sarcoplasmatico (SERCA) che hanno lo scopo di estrudere ioni calcio.

++ ++ ++

La pompa Ca -ATPasi, insieme al cotrasportatore (antiporto) 3Na -Ca , fa parte dei meccanismi OFF del

calcio. L’antiporto è presente nel cuore e nei bastoncelli della retina.

Pompa del calcio della membrana plasmatica (PMCA). Ne esistono quattro isoforme e sono attivate dalla

calmodulina; ha il compito di pompare uno ione calcio dal citosol all’esterno.

 PMCA 1: ubiquitaria, ha la funzione di mantenere costante la concentrazione intracellulare di

calcio. Presenta un sito per la fosforilazione da parte di protein-chinasi A e C (PKA e PKC) (che serve

ad aumentare la velocità della pompa).

 PMCA 2: neuroni.

 PMCA 3: muscolo scheletrico e cervello.

 PMCA 4: in fase di studio.

Esistono anche una PMCA epatica, inibita da vasopressina, ed una PMCA eritrocitaria, stimolata dagli

ormoni tiroidei.

Pompa del calcio del reticolo sarcoplasmatico (SERCA). Ne esistono tre isoforme e ha lo scopo di rimuovere

il calcio dal citoplasma facendolo entrare nel reticolo endoplasmatico e nel reticolo sarcoplasmatico. A

++

differenza di PMCA, pompa 2 ioni Ca per ogni ATP idrolizzato.

 SERCA 1: muscolo veloce.

 SERCA 2: muscolo cardiaco e in molti altri tipi cellulari; serve a mantenere costante la

concentrazione di calcio intracellulare. È regolata dalla calmodulina e dal fosfolambano.

 SERCA 3: piastrine, eritroblasti, endoteli, epiteli.

SERCA è inibita da tapsigargina e dall’acido ciclopiazonico.

TRASPORTO ATTIVO DI IONI IDROGENO

È di tipo V. è un’ATPasi presente nelle membrane dei vacuoli,trasporta questi ioni dal citosol all’interno del

vacuolo. Il ph interno della cellula è neutro,leggermente tendente al basico (circa 7.4),quindi ci sono più

ioni ossidrili che idrogeno. Questo permette un’acidificazione del vacuolo,poiché gli ioni vanno a finire nella

zona dove ce ne sono di più,nel vacuolo.

POMPA

Si trova sulla membrana plasmatica,non è espressa in tutte le cellule,ma è molto abbondante nella mucosa

gastrica. Pompa attivamente ioni idrogeno dal citosol all’esterno. Le cellule parietali dello stomaco usano

questa pompa per produrre il succo gastrico. Queste cellule trasportano protoni ( ) dall’interno (bassa

concentrazione) all’esterno (alta concentrazione) , quindi acidificano il succo gastrico ad un pH di circa 1.

Tale trasporto richiede una enorme quantità di energia e infatti queste cellule sono ricche di mitocondri.

SCAMBIATORE

È un antiporto e sfrutta il gradiente dell’Na (portando Na all’interno) per trasportare ioni idrogeno

all’esterno. Questo scambiatore è frequente in epiteli con trasporti trans epiteliali. È coinvolto nelle

secrezioni e recupero di . In questo recupero può regolare il ph del sangue e per questa sua funzione

il rene ne ha assolutamente bisogno. L’energia per far funzionare lo scambiatore è fornita dal gradiente del

sodio mantenuto dalla pompa sodio/potassio.

TRASPORTO TRANSEPITELIALE

Gli epiteli sono sistemi biologici molto particolari con molte cellule organizzate a formare uno o più strati.

Non servono solo per delimitare e circondare qualcosa ma anche per trasportarlo. Molte funzioni

biologiche derivano da trasporti che avvengono attraverso gli epiteli (secrezione nel rene e assimilazione