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Meccanismi di trasporto cellulare

Appunti sui meccanismi di trasporto cellulare del corso "Basi molecolari delle malattie e delle risposte difensive" necessari per comprendere al meglio i laboratori professionalizzanti. Appunti di basi molecolari delle malattie e delle risposte difensive basati su appunti personali del publisher presi alle lezioni del prof. Dall'Asta.

Esame di Basi molecolari delle malattie e delle risposte difensive docente Prof. V. Dall'Asta

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Dal punto di vista cinetico il trasporto viene identificato con la

cinetica enzimatica: viene definita da un’equazione: un’iperbole

equilatera in caso di trasporto mediato mentre il trasporto

passivo viene rappresentato con una retta (non presenta

saturazione).

Nel caso del trasporto mediato quando avviene la saturazione

dei trasportatori, il trasporto si ferma.

Nel trasporto mediato la velocità di trasporto e la

concentrazione della molecola sono legate

dall’equazione di Michaelis-

Menten:

In cui:

- V è la velocità massima di trasporto;

ma x

- [S] è la concentrazione del substrato;

- Km è la concentrazione massima di s ubstrato alla metà

della velocità massima.

La V è indice del numero dei trasportatori mentre Km è indice dell’affinità.

max Inoltre, di particolare importanza nel trasporto

Nel la di ffusione fa cilitata, la degli amminoacidi, sono la trans-inibizione e la

concentrazione i ntra cellulare e trans-stimolazione:

extra cellulare sarà uguale quando

verra nno s a turati tutti i • per trans-stimolazione si intende un

tra s portatori (a vvi ene secondo aumento del trasporto all’interno della cellula

gra di ente). se vi è un’elevata concentrazione della molecola

(generalmente sono sistemi di scambio);

Nel tra s porto a ttivo la •

concentrazione i ntra cellulare e per trans-inibizione si intende una

extra cellulare s a rà di versa a diminuzione del trasporto all’interno della

fa vore di quella intracellulare. cellula della molecola man mano che la

concentrazione di essa aumenta. 2

TRASPORTO DI GLUCOSIO Il trasporto di glucosio è mediato da trasportatori, ossia molecole di

membrana che presentano un numero variabile di domini transmembrana

ed un sito intracellulare e extracellulare. Molti trasportatori nella parte

extracellulare sono glicosilati.

La famiglia dei trasportatori del glucosio presenta diversi tipi di cui i più

importanti sono SGLT1, SGLT2 e GLUT4 (S sta per sodio).

SGLT1 e SGLT2

sono trasportatori

presenti sulle

membrane apicali

delle cellule

epiteliali intestinali

e renali implicate

nell’assorbimento

intestinale e nel

riassorbimento

renale al livello dei

tubuli renali.

Il glucosio è una molecola piccola che passa liberamente a livello dei tubuli: infatti la pre-urina presenta una

concentrazione di glucosio pari a quella ematica. A livello dei tubuli renali il glucosio è interamente riassorbito

in modo tale che l’urina non ne presenterà alcuna traccia.

A livello intestinale e renale il glucosio viene assorbito dalle cellule epiteliali: queste sono cellule polarizzate

ossia presentano una membrana apicale, in cui è presente il

cosiddetto “orletto a spazzola” (aumentano la superficie di

assorbimento) ed una membrana basolaterale.

A livello della porzione apicale sono presenti i trasportatori

SGLT che assorbono il glucosio contro gradiente di

concentrazione.

Nelle altre cellule dell’organismo infatti, il glucosio viene

trasportato per diffusione facilitata mediante i trasportatori

GLUT secondo gradiente.

I trasportatori GLUT, pur presenti tanto nella membrana

apicale quanto in quella basolaterale, si occupano del

trasferimento passivo del glucosio dal citoplasma al liquido interstiziale e, in seguito, nel torrente sanguigno.

Il movimento dello zucchero verso il capillare è di tipo passivo ma, nel complesso si considera, globalmente,

il trasporto del glucosio come un evento attivo.

Il trasportatore più importante è il trasportatore GLUT4 presente nelle cellule musco lari e nelle cellule

adipose e sensibile all’insulina. L’insulina è implicata nella fase post-prandiale e fa sì che la glicemia, che si

aggira sui 300 mg/dl nella fase post-prandiale, torni a valori normali dopo 1,5 - 2 ore (80-100 mg/dl). Infatti,

la presenza di glucosio stimola le cellule pancreatiche alla produzione di insulina; questa, successivamente

agisce sulle cellule muscolari e adipose inducendo l’esposizione del trasportatore GLUT4. Questo

trasportatore si trova già pre-formato in vescicole al di sotto della membrana. L’azione dell’insulina sui

recettori presenti sulle cellule adipose e muscolari produce l’inizio di una via di trasduzione che induce la

fusione delle vescicole sulla membrana con un processo di esocitosi che porta ad un incremento rapido del

numero di trasportatori GLUT4 sulla membrana. In questo modo le cellule assorbiranno glucosio

velocemente e quindi diminuzione della glicemia. 3

Il trasporto del glucosio avviene molto velocemente per diffusione facilitata (secondo gradiente) quindi

velocemente viene raggiunta la stessa concentrazione della cellula all’interno e all’esterno . Per evitare la

saturazione del trasporto il glucosio appena viene trasportato all’interno della cellula viene fosforilato

(enzimi: glucochinasi o esochinasi) a glucosio-6-fosfato. La fosforilazione permette quindi l’intrappolamento

del glucosio all’interno della cellula e crea continuamente un gradiente favorevole all’internalizzazione del

glucosio (perché è appunto fosforilato a G-6-P).

- Difetti geneticamente determinati di SLGT1 causano la sindrome da Malassorbimento di glucosio e

galattosio, caratterizzata da diarrea profusa e disidratazione nel periodo neonatale.

- Difetti geneticamente determinati di SLGT2 causano la glicosuria renale, caratterizzata da presenza di

glucosio a livello delle urine in presenza di glicemia normale.

TRASPORTO DI AMINOACIDI

In generale, aminoacidi con caratteristiche simili hanno lo stesso trasportatore.

Il trasporto di aminoacidi varia in base alle loro caratteristiche e possono essere distinti:

• trasportatori per gli aminoacidi neutri, di tipo A, ASC e L;

• trasportatori per gli aminoacidi cationici;

• trasportatori per gli aminoacidi anionici.

I trasportatori per gli aminoacidi neutri

Sono stati inizialmente descritti da Christensen che li ha distinti dal punto di vista funzionale. Ci sono 3 tipi di

trasportatori: • Sistema A

A sta per “Alanine preferring” poiché

inizialmente si pensava fosse specifico per

l’alanina. In realtà questo trasportatore è

specifico maggiormente (maggior grado di

interazione) per la prolina (Pro) ma anche

per altri aminoacidi come l’alanina, la

glicina e la glutammina. È un sistema

tipicamente Na-dipendente energizzato

(trasporto contro gradiente) il cui

l’aminoacido entra insieme al sodio (co-

trasporto sodio-aminoacido) che è

energizzato dal gradiente elettrochimico

del sodio creato dalla pompa Na-K ATPasi.

• Sistema ASC

ASC sta per “Alanine Serina Cisteina”

poiché si pensava fosse specifico per i

suddetti aminoacidi; tuttavia, è stato

dimostrato che presenta un’elevata affinità

per la treonina.

È un sistema Na-dipendente non

energizzato antiporto ossia è un sistema a

scambio in cui per ogni aminoacido e sodio

che entra vi è un aminoacido e sodio che

esce (scambio tra i due aminoacidi). 4


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9 mesi fa


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in biotecnologie mediche, veterinarie e farmaceutiche (Facoltà di Farmacia, di Medicina e Chirurgia e di Medicina Veterinaria)
SSD:
Università: Parma - Unipr
A.A.: 2017-2018

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Prior92Pierl di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Basi molecolari delle malattie e delle risposte difensive e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Parma - Unipr o del prof Dall'Asta Valeria.

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