MECCANISMI DI TRASPORTO ATTRAVERSO LA MEMBRANA Flashcards
PERCHE’ LA CELLULA SCAMBIA MATERIALE CON L’ESTERNO?
Perché la cellula scambia materiale con l’esterno? Le motivazioni sono diverse:
* Assunzione di sostanze nutrienti
* regolazione delle concentrazioni ioniche
* Eliminazione dei prodotti metabolici di rifiuto.
COME LA CELLULA SCAMBIA MATERIALE CON L’ESTERNO?
Come la cellula cambia materiale con l’esterno? Alla cellula è possibile scambiare materiale con l’esterno attraverso la membrana semipermeabile, poiché per le sue caratteristiche chimico-fisiche le membrane biologiche sono definite selettivamente permeabili, ovvero non tutte le sostanze, come nutrienti, prodotto di scarto e ioni, possono attraversare liberamente la membrana. Questo poiché la membrana è costituita da un cuore lipidico molto spesso, di conseguenza possono attraversarla soltanto le molecole di piccole dimensioni e non polari. Più la molecola è piccola, più è idrofobica, maggiore è la probabilità di attraversare la membrana plasmatica e maggiore sarà anche la velocità con cui la molecola potrà attraversarla.
* Molecole piccole e non polari (O2, CO2, N2, ormoni steroidei): la attraversano
QUALI SONO I MECCANISMI DI TRASPORTO?
Quali sono i meccanismi di trasporto? Grazie a questa semi-permeabilità del doppio strato fosfolipidico è possibile mantenere una certa concentrazione di soluti all’interno della cellula, però nel doppio strato fosfolipidico sono presenti una serie di proteine che permettono o facilitano il passaggio di altre molecole.
COME AVVIENE IL PASSAGGIO DI MOLECOLE ATTRAVERSO IL DOPPIO STRATO FOSFOLIPIDICO?
Come avviene il passaggio di molecole attraverso il doppio strato fosfolipidico? esistono due grandi tipi di trasporto: attivo e passivo
* Passivo: per trasporto passivo si intende che il movimento delle molecole segue il loro gradiente di concentrazione, ovvero da una zona più concentrata di una meno concentrata. Esso si divide in:
-diffusione semplice: la diffusione di molecole piccole e non polari, quali molecole gassose come O2 e CO2, oppure molecole piccole ma polari come l’acqua. Esso non richiede l’aiuto di proteine trasportatrici
- diffusione facilitata: qui è richiesto l’intervento di un trasportatore
* Attivo: al contrario del passivo spinge i soluti contro gradiente di concentrazione, necessita quindi di una fonte energetica che può essere di diverso tipo, ad esempio ATP
PASSIVO- diffusione semplice, diffusione facilitata, osmosi
Passivo
La diffusione: si basa su un movimento casuale delle molecole che fa sì che esse tendano a muoversi spontaneamente da una zona più concentrata ad una meno concentrata, fino al raggiungimento dell’equilibrio.
l’equilibrio prevede che sui due lati della membrana ci sia una distribuzione uniforme di queste molecole.
la velocità con cui la sostanza può diffondere dipende da quattro fattori principali:
-dimensione, quindi diametro della molecola o degli ioni: più grande è più rallentata
-temperatura: la temperatura ha effetti sui movimenti casuali delle molecole, a temperatura alta il movimento sarà maggiore, il passaggio sarà maggiore
-carica elettrica: solo per le molecole con carica positiva o negativa, quindi gli ioni
-gradiente di concentrazione: più la differenza di concentrazione è grande tra i due lati della membrana, maggiore sarà la velocità con cui le molecole si muovono con l’intento di ripristinare la situazione di equilibrio.
Il movimento dei soluti dipende dalle proprietà di membrana, che viene definita permeabile o impermeabile ai soluti stessi che da attraversano. La fluidità della membrana non influisce in maniera diretta sulla velocità di diffusione, ma potrebbe influire sul trasporto in generale.
Diffusione attraverso la membrana:
-diffusione di un soluto: si considera un soluto che può passare attraverso la membrana, come ossigeno o anidride carbonica. Grazie all’energia cinetica di queste molecole, vi sarà un movimento secondo gradiente fino al raggiungimento dell’equilibrio. si parla di equilibrio dinamico in quanto le particelle Sono comunque in grado di muoversi, sono sempre dotate di energia cinetica, ma il flusso netto è pari a zero poiché i movimenti in un senso sono pari a quelli nel senso opposto.
-diffusione di due soluti: in questo caso ciascun soluto si muove secondo il proprio gradiente di concentrazione fino al raggiungimento dell’equilibrio.
-osmosi: Si parla di osmosi quando è presente una differenza di concentrazione di soluto sui due lati della membrana, che però è impermeabile a quel soluto. l’unico approccio che possiede la cellula per riequilibrare la situazione e permettere il passaggio di acqua attraverso la membrana. Essa avviene grazie alla pressione osmotica, pressione che dobbiamo esercitare dal compartimento con maggiore concentrazione di soluto per impedire l’ingresso delle molecole d’acqua, quindi per impedire l’innalzamento del livello di acqua nel compartimento come diretta conseguenza del trasferimento delle molecole di acqua e quindi dell’osmosi (Il passaggio delle molecole d’acqua dal lato meno concentrato, ovvero dove c’è tanto solvente e poco soluto, a quello più concentrato, dove vi è minor solvente e più soluto, consente una diluizione del lato dove il soluto è più concentrato). La pressione osmotica e quindi quella che impedisce il reflusso delle molecole di solvente, una volta che le concentrazioni delle due soluzioni sono state eguagliate.
-diffusione facilitata: Si ha l’intervento di proteine e di trasporto, che fanno sì che il doppio strato fosfolipidico diventi permeabile a soluti che normalmente non potrebbero passare, permettendo loro di muoversi sempre secondo il proprio gradiente di concentrazione. I tipi di proteine di trasporto che possiamo ritrovare sulla membrana cellulare sono vari principalmente:
* Proteine adibite al trasporto dei nutrienti, come il glucosio
* proteine adibite al trasporto degli ioni,
* proteine che facilitano il trasporto dell’acqua, dette acquaporine, poiché anche se può avvenire in maniera spontanea tramite l’osmosi, esso non è un meccanismo efficiente e: ci sono quindi proteine che favoriscono quando necessario il trasporto dell’acqua.
Queste proteine di trasporto sono caratterizzate dall’essere molto selettive, permettono il trasporto a un soluto ma non a un altro.
Osmosi: l’acqua si muove dal lato in cui le molecole d’acqua libera sono più concentrate, verso quello in cui sono meno concentrate, ovvero dalla soluzione al minor concentrazione di soluto a quella con maggior concentrazione.
PASSIVO- pressione osmotica e concentrazione di solvente, reazioni delle cellule animali a differenza di pressione osmotica
Pressione osmotica: quando due soluzioni con lo stesso solvente, ma concentrazione diverse risoluto, sono separate da una membrana semipermeabile punto le molecole di solvente si spostano dalla soluzione con minor concentrazione di soluto, ovvero maggior concentrazione di solvente, alla soluzione con maggiore concentrazione di soluto, quindi minore concentrazione di solvente, in modo da eguagliare le concentrazioni delle due soluzioni. La pressione che occorre applicare la soluzione affinché il passaggio del solvente non avvenga è detta appunto pressione osmotica. La pressione osmotica e quindi quella che impedisce il reflusso delle molecole di solvente, una volta che le concentrazioni delle due soluzioni sono state eguagliate.
Reazioni delle cellule animali alla differenza di pressione osmotica:
isotonica: pressione delle due soluzioni, quella intracellulare è quella della soluzione salina, sono uguali.
ipotoniche e ipertoniche: delle soluzioni che hanno una pressione osmotica più bassa e una più alta delle nostre cellule.
L’esempio più classico è quello del globulo rosso inserito in una soluzione ricca di sale, quindi ipertonica. per l’osmosi l’acqua presente all’interno della cellula fuoriesce e di globuli rossi si raggrinziscono assumendo un determinato tipo di morfologia.
se inserito in una soluzione ipotonica, quindi in cui il soluto è poco concentrato, avremo un movimento di acqua in direzione opposta, poiché l’acqua entra all’interno della cellula e il Globulo rosso si gonfia.
PROTEINE DI TRASPORTO
Le proteine di trasporto: le proteine di trasporto possono essere di due tipi in base alla loro struttura e al meccanismo di funzionamento:
* Proteine trasportatori: capaci di legare un dato soluto e trasportarlo da un lato all’altro della membrana attraverso un cambio conformazionale (dunque questa proteina si lega al soluto, subisce un conformazionale, e lo rilascia sul lato opposto della membrana). Questo tipo di proteina può alternare due diverse conformazioni, una aperta sul lato della membrana e una aperta sul lato opposto.
queste proteine hanno la caratteristica di essere proteine transmembrana e sono in genere multipasso e molto selettive. I trasportatori facilitano il trasporto di dati soluti secondo gradiente di concentrazione.
Per quanto riguarda la velocità di trasporto, la velocità massima di trasporto è caratteristica intrinseca del trasportatore, ciò vuol dire che ciascun trasportatore specifico per un dato soluto è caratterizzato da una certa velocità di trasporto, che equivale alla velocità con cui questo trasportatore riesce ad effettuare il cambio di conformazione. Il trasportatore ha un numero limitato di siti legame per i soluti, e, quando tutti i suoi siti di legame sono saturi, lavora al massimo della velocità.
Dipende da legami è da concentrazione (più concentrazione più veloce… direttamente prop alla velocità di trasporto)
* Proteine canale: proteine che formano dei canali acquosi idrofilici nel doppio strato fosfolipidico, altamente selettivi. La selettività dipende da dimensione e carica del soluto. Il fatto che sia un vero e proprio foro idrofilico permette un trasporto molto veloce, al contrario del trasporto mediato da proteine trasportatrici, che richiede molto più tempo poiché doveva avvenire un cambiamento conformazionale.
TRASPORTO SOLUTI CARATTERIZZATI DA CARICA NETTA, IONI
Trasporto dei soluti caratterizzati da carica netta, gli ioni:
parlando del trasporto degli ioni, non influisce soltanto il gradiente di concentrazione, ma si considera anche il gradiente di carica elettrica. Questi due ingredienti si combinano per determinare il trasporto di questi soluti. Le concentrazioni fisse di diversi ioni sono mantenute grazie ad intervento di specifici trasportatori che permettono di muovere in un senso o nell’altro anioni e cationi.
Per parlare del trasporto degli ioni è fondamentale nominare il potenziale di membrana ovvero una leggera differenza di carica tra i due lati della membrana durante la quiescenza della cellula, ovvero con la cellula in condizioni di riposo. Si avrà una parziale carica negativa all’interno della cellula ed una parziale carica positiva all’esterno della cellula, Nonostante le cariche elettriche tra esterno e interno della cellula siano in equilibrio tra di loro. Il potenziale di membrana si attesta a circa meno 70 millivolt (mV), dovuto al fatto che sullo strato interno della membrana vi è un lieve eccesso di carica negativa. La differenza di carica, seppur lieve, tra i due lati della membrana, influisce sul trasporto di un soluto che presenta carica netta.
- se non vi fosse differenza di carica tra i due lati i soluti carichi positivamente o negativamente si muoverebbero secondo il semplice gradiente di concentrazione.
- La situazione cellulare prevede invece che il movimento di soluti carichi positivamente sia favorito verso l’interno della cellula, poiché sarà presente una sorta di attrazione dovuta alla parziale carica negativa interna. il movimento netto delle molecole è guidato dal gradiente di concentrazione e da quello di carica che si sommano.
- Quando il soluto è, invece, carico negativamente, lo spostamento verso l’interno è sfavorito. Il trasporto di tale soluto è guidato dal gradiente di concentrazione, ma contrastato da quello di carica. La velocità di questo tipo di trasporto è significativamente inferiore rispetto a quando non vi è il potenziale di membrana oppure quando le cariche sono positive.
Il gradiente elettrochimico è la combinazione di quello elettrico e di concentrazione, ed è quello che determina la forza motrice, ovvero la forza con cui i soluti carichi si muovono attraverso la membrana. Esso non dipende dal fatto che i due ingredienti possano avere effetto additivo o meno.
GRADIENTE ELETTROCHIMICO
Il gradiente elettrochimico è la combinazione di quello elettrico e di concentrazione, ed è quello che determina la forza motrice, ovvero la forza con cui i soluti carichi si muovono attraverso la membrana. Esso non dipende dal fatto che i due ingredienti possano avere effetto additivo o meno.
ATTIVO- definizione, trasportatori quali sono e classificazione, classificazione per direzione di trasporto, funzioni, esempi
attivo
Il trasporto attivo avviene quindi contro gradiente elettrochimico, si considera di nuovo sia la concentrazione che la carica, nel caso in cui il soluto sia carico.
Questo tipo di trasporto avviene tramite proteine trasportatrici accoppiate ad una fonte energetica. Questa pompa energetica può essere di diverso tipo, la più nota è l’idrolisi dell’ATP. In questo caso il trasportatore è sempre coinvolto, e muove il soluto verso una zona in cui è già altamente concentrato.
Esistono una serie di trasportatori che permettono il passaggio del soluto contro gradiente di concentrazione.
Questa serie di trasportatori possono essere classificati in vario modo .
-Classificazione per direzione del trasporto e quanti soluti possono essere trasportati in contemporanea:
*Uniporto: il trasportatore trasporta un’unica molecola di soluto.
*simporto: due soluti trasportati nella stessa direzione punto
*antiporto: due soluti trasportati in direzione opposta.
Gli ultimi due sono trasportatori che mediano il cosiddetto trasporto accoppiato, cioè accoppiano al trasporto di un soluto quello di un secondo soluto, e i rispettivi trasporti avvengono in contemporanea.
-Questi trasportatori accoppiano il trasporto ad una fonte di energia. Le modalità principali in cui i trasportatori possono accoppiare energie a trasporto sono tre:
* Trasportatore accoppiato: il trasporto di una molecola secondo il suo gradiente di concentrazione fornisce l’energia necessaria per il trasporto del secondo soluto contro gradiente di concentrazione. Ciò avviene perché il trasporto del primo fornisce un’energia potenziale che può essere sfruttata dal trasportatore per muovere l’altro soluto in direzione opposta.
* pompa spinta da ATP: cui l’energia è fornita dall’ATP. Le pompe in questione possono essere definite pompa spinta da ATP o atpasi
* pompa spinta da luce: l’energia per muovere il soluto contro gradiente fornita da luce.
-Questi tre tipi di trasporto possono essere sotto raggruppati in attivo primario è secondario:
* primario in cui la fonte energetica viene direttamente da ATP o sorgente luminosa
* secondario rappresentato da un trasportatore accoppiato. Questo è detto secondario poiché il trasporto di un soluto è secondario al trasporto secondo gradiente di concentrazione del primo soluto
Funzioni del trasporto attivo
il trasporto attivo ha tre principali funzioni nelle cellule negli organi:
* Assorbimento sostanze nutritive,anche quando queste sono meno presenti all’esterno della cellula che all’interno. Quindi, se la cellula magari ha tanti nutrienti all’interno, ma ne vuole prendere ancora, e fuori ce ne sono meno, utilizzerà un trasporto attivo.
* rimozione sostanze metaboliche
* mantenimento delle concentrazioni di diversi ioni in una condizione di non equilibrio così da bilanciare l’effetto del trasporto passivo, che tende ad eguagliare le concentrazioni di soluti. Per esempio le cellule neuronali utilizzeranno il trasporto attivo per spostare contro gradiente gli ioni Na+ verso l’esterno, e così creando una differenza di potenziale specifica tra l’esterno e l’interno della cellula; questa differenza sarà fondamentale per la segnalazione neuronale lungo l’assone.
esempi di trasporto attivo:
* Co- trasportatore NA+/glucosio
* atpasi di trasporto o pompe atpasi:
-pompe di tipo P (Pompa sodio-potassio, pompa atpasi del CA2+)
-pompe di tipo F (Pompa protonica ATP sintetasi)
-atpasi di tipo V (5)
-trasportatori ABC
ATTIVO- Co-trasportatore NA+/GLUCOSIO
Cotrasportatore NA+/ glucosio
E’ un trasportatore attivo, importante in alcune cellule del nostro organismo, che per definizione sposta i soluti contro gradiente grazie all’energia derivante dal gradiente elettrochimico.
Nella cellula a riposo il sodio è uno degli ioni presenti in maggior quantità nello spazio extracellulare. Esiste quindi nella cellula un gradiente elettrochimico del sodio favorevole a passare dall’esterno verso l’interno, secondo gradiente. Al contrario il glucosio è più abbondante all’interno e quindi tenderà ad uscire dalla cellula.
Il suo trasportatore utilizza l’energia derivante da questa differenza di gradiente elettrochimico del sodio per portare dentro alla cellula, contro gradiente, una molecola di glucosio.
il processo si divide in tre passaggi:
1. Arriveranno nel trasportatore uno ione NA+ e una molecola di glucosio
2. il trasportatore si chiude con all’interno le due molecole
3. il trasportatore libera secondo gradiente lo ione NA+ all’interno e contro gradiente il glucosio all’interno
Si ha un esempio di legame cooperativo tra i due soluti: si sfrutta la differenza di gradiente elettrochimico del NA+ per portare contro gradiente glucosio. Il trasportatore cambia conformazione solo ed esclusivamente se entrambi i due soluti sono legati contemporaneamente al trasportatore. Se si lega solo uno dei due il trasportatore non cambia con formazione di trasporto non avviene.
Il funzionamento del co-trasportatore dipende da un trasporto di tipo passivo secondo gradiente di concentrazione del sodio all’interno del lume intestinale, che fornisce energia necessaria al trasporto del glucosio contro gradiente di concentrazione. Si tratta quindi di un trasporto attivo secondario
Il co-trasportatore del sodio glucosio è particolarmente importante perché è il meccanismo tramite cui le cellule del lume dell’intestino prendono il glucosio dal lume e lo portano all’interno della cellula. Dato che il sodio è molto concentrato all’esterno della membrana, il suo trasportatore sarà presente sul versante luminale delle cellule dell’intestino e porterà all’interno della cellula sia il glucosio che il sodio.
Il processo è endoergonico ma è sostenuto dal flusso esoergonico di ioni sodio, a sua volta stabilito dalla pompa sodio-potassio per eliminare il sodio.
Al termine del processo la situazione sarà che il glucosio sarà molto concentrato all’interno della cellula ma meno all’esterno, quindi dovendo uscire si sfrutterà un trasporto passivo secondo la diffusione per stato di concentrazione. Invece il sodio che si trova all’interno dovrà essere eliminato, altrimenti si avrà un aumento continuo di ioni di sodio e non si potrà usufruire del suo gradiente elettrochimico per il passaggio del glucosio. Lo ione sodio verrà portato fuori dalla cellula al termine del processo attraverso una pompa sodio-potassio.
ATTIVO- pompe ATPasi
le pompe atpasi
La maggior parte dei trasportatori che utilizzano trasporto attivo sono definiti pompe ATPasi poiché trasportano ioni o molecole da un lato all’altro della membrana usufruendo dell’idrolisi di una molecola di ATP.
La adenosina trifosfato è una molecola contenente tre gruppi fosfato. Ogni volta che si taglia il legame del terzo fosfato si genera una notevole quantità di energia utilizzata in una di queste pompe protoniche. Le classi principali di pompe sono tre:
* Pompe di tipo P: la P indica il fosfato che viene tagliato dalla ATP e rimane attaccato al trasportatore
* pompe di tipo F: dove la F sta per fattore mitocondriale. Sono delle ATP sintasi che utilizzano il gradiente degli ioni (H più concentrato fuori) per sintetizzare molecole di ATP, hanno struttura reversibile che può funzionare al contrario e in questo caso vengono definite ATPasi di tipo V, che utilizzano l’atp per portare i protoni da un lato all’altro della membrana, contro gradiente
* I trasportatori ABC: ABC sta per ATP Binding Cassette. Essi sono delle molecole che hanno due domini in grado di legare due molecole di ATP e sono impiegati nello spostamento di una vasta gamma di molecole tra cui i farmaci. Nelle terapie antitumorali uno dei motivi principali per cui i farmaci perdono di efficacia è proprio perché le cellule tumorali vanno a over-esprimere trasportatori ABC, quindi sono in grado di portare fuori il farmaco che diamo alla cellula in modo molto più efficace, creando resistenza.
ATTIVO- pompe ATPasi- pompe di tipo P
Pompe di tipo P
trattandosi di atpasi il processo è alimentato da idrolisi di ATP
* Pompa sodio potassio (sodio se ne va, per ricordare quante molecole trasportano utilizziamo il trucchetto NA+: tre ioni e K+ uguale 2)
E’ una pompa di tipo P in grado di trasportare tre ioni sodio dall’interno della cellula verso l’esterno e due ioni potassio dall’esterno verso l’interno.
E’ antiporto poiché permette di trasportare due soluti in due direzioni opposte.
E’ elettrogenica, poiché determina una corrente attraverso la membrana, c’è un potenziale elettrico. E’ fondamentale il suo funzionamento per il potenziale di membrana, dato che mediamente quasi un terzo di tutte le energie richiesta dalla cellula viene utilizzata per far funzionare queste pompe sodio-potassio (nei neuroni il potenziale di membrana svolge un ruolo molto più importante e l’energia utilizzata per questo processo è i due terzi).
Il suo funzionamento è di tipo ciclico e si alterna in sei diverse fasi:
-prima fase: la pompa è aperta sul versante citosolico, fa entrare 3 ioni NA+
-seconda fase: arriva una molecola di ATP e il trasportatore si autofosforila (processo in cui, solitamente una proteina, catalizza la propria fosforilazione- processo in cui viene aggiunto un gruppo fosfato), perché spezza il legame del gruppo fosfato (da dove viene preso penso) e attacca il gruppo a se stesso
-terza fase: a seguito dell’autofosforilazione la pompa cambia conformazione rilasciando tre ioni NA all’esterno
-quarta fase: due ioni K entrano nel trasportatore dallo spazio extracellulare
-Quinta fase: il trasportatore si defosforila, ovvero stacca il gruppo fosfato e rimodifica la sua conformazione.
-sesta fase: lo ione K entra all’interno della cellula.
L’intero processo è quindi alimentato dall’idrolisi dell’atp.
La fosforilazione induce un cambio conformazionale.
Funzione: Inoltre la pompa sodio-potassio interviene nel mantenimento dell’equilibrio osmotico nelle cellule animali.
- Pompa ATPasi del calcio
la pompa ATPasi del calcio è sempre un esempio di pompa di tipo P. Essa è trasportatore del calcio.
Il calcio è uno ione di cui la concentrazione è estremamente regolata all’interno della cellula e generalmente viene mantenuta a livelli bassi nel citoplasma. Gli ioni vengono accumulati all’esterno della cellula o in strutture specifiche come il reticolo sarcoplasmatico liscio specifico delle cellule muscolari.
Esso contribuisce alla contrazione muscolare: è infatti importante che il calcio si accumuli nel reticolo sarcoplasmatico delle cellule muscolari poiché le reazioni di concentrazione date dalla miofibrille avvengono proprio in seguito ad un rilascio improvviso degli ioni accumulati nel reticolo sarcoplasmatico. E’ fondamentale infatti eliminare il calcio a livello del citoplasma.
La formazione della pompa ATPasica del calcio: è una proteina a quattro domini con funzione differenti, ed è in grado di trasportare ogni volta due molecole di calcio dal citosol all’interno del lume del reticolo sarcoplasmatico.
Essa utilizza una molecola di ATP che andrà a fosforilare l’acido aspartico, o meglio il suo dominio, che a sua volta attiverà il dominio subito a fianco che caricherà gli ioni di calcio e li trasporterà attraverso il doppio strato lipidico.
-Si ha quindi un dominio attivatore
-il dominio di legame per il nucleo dell’ATP, che fornisce energia e che quindi ancora una volta lega l’ATP
-si infila il dominio della fosforilazione, che possiede un residuo di acido aspartico che è quello su cui avviene il trasferimento del gruppo fosfato da una molecola di ATP in seguito fosforilazione.
Anche qui la fosforilazione induce un cambio conformazionale che permette di legare, quindi trasportare all’interno del reticolo, due molecole di calcio.
Questo meccanismo è fondamentale nelle cellule cardiache e nel muscolo scheletrico poiché permette di recapitare molto velocemente il calcio dentro il reticolo dopo che è avvenuta la contrazione e quindi far sì che i livelli citosolici ritornino al di sotto del livello soglia.
- Pompa idrogeno potassio ATPasi
Una tipologia differente di pompa è quella idrogeno potassio, dove viene spesa una molecola di ATP per portare lo ione idrogeno al di fuori della cellula e una potassio all’interno.
Essa si trova nelle cellule epiteliali parietali dello stomaco. Normalmente viene mantenuta in una condizione inattiva, quindi non esposta sulla membrana delle cellule, durante i pasti, però, si ha la liberazione dell’istamina la quale si lega i suoi recettori specifici (di queste cellule) e fa sì che le pompe traslochino dall’interno alla membrana della cellula.
Una volta che le pompe si trovano sulla membrana pomperanno ioni H+ verso l’ambiente extracellulare. L’aumento degli ioni H+ all’esterno comporterà un’acidificazione dei compartimenti, quindi avremo l’acidità che caratterizza la struttura gastrica dello stomaco.
I cosiddetti farmaci antiacido, sono dei farmaci che vanno ad inibire l’attività della pompa facendo sì che gli ioni H+ non vengano rilasciati all’esterno della cellula, in modo tale che non si verifichi una certificazione eccessiva dell’ambiente extracellulare. Questi farmaci possono essere definiti inibitori della pompa protonica.
Altri farmaci antiacido possono invece agire più a monte, ovvero andare a bloccare l’azione dell’istamina interferendo nel riconoscimento istamina-recettore.
In entrambi i casi i farmaci vanno a ridurre la concentrazione di ioni H+ presenti nel lume gastrico.
ATTIVO- pompe ATPasi- pompa di tipo F
pompa F
* Pompa protonica ATP sintasi
Questa pompa protonica appartiene alla Classe F ed è l’ATP sintetasi, definita così poiché in grado di funzionare anche al contrario ovvero trasformare il flusso di protoni in un legame fosfato di ATP.
E se funzionano utilizzando le differenze di concentrazione di ioni H+ come fonte di energia per catalizzare la produzione di molecole di ATP.
Sono molto abbondanti sulle membrane batteriche e mitocondriali.
Esistono due modalità di funzionamento diverse:
possono sintetizzare ATP usando il gradiente di concentrazione degli ioni H come fonte di energia. Il rotore ruoterà in senso orario facendo passare degli ioni H+, così verrà legata ad un ADP e ad un gruppo fosfato producendo un ATP
Nel secondo caso viene utilizzata l’ATP per far ruotare il rotore permettendo l’uscita contro gradiente degli ioni H+.
ATTIVO- trasportatori ABC
trasporto totori ABC
sono trasportatori costituiti da due domini e sono in grado di trasportare grande varietà di molecole come ioni aminoacidi peptidi monosaccaridi e polisaccaridi.
Generalmente portano le molecole verso l’esterno della cellula infatti sono una tipologia di trasportatore molto sviluppata nelle cellule tumorali è responsabile della resistenza nelle cure chemioterapiche, poiché portano fuori dalla cellula tumorale il farmaco.
Questi trasportatori funzionano legando due molecole di ATP una per ogni subunità, che vengono idrolizzate, e la molecola che doveva essere trasportata viene rilasciata all’esterno della cellula si verifica una dimerizzazione, ovvero i due domini del trasportatore, dopo il legame con l’atp, vengono uniti. Statizzazione è responsabile del cambiamento conformazionale che permette al trasportatore di rilasciare il soluto.
* Trasportatore CFTR: anche chiamato canale del cloruro o regolatore della conduttanza trans membrana della fibrosi cistica, difettivo in pazienti affetti da questa malattia autosomica recessiva. Esso è un recettore importante nella fibrosi cistica: si occupa in condizioni fisiologiche di trasportare ioni cloro dall’interno della cellula verso lo spazio extracellulare aiuta nell’idratazione, fluidità del muco mentre se hai fibrosi cistica no idratazione, no fluidità muco, difficoltà a respirare e mantieni li batteri quindi infezioni
Questo tipo di canale cloruro si trova espresso prevalentemente sulla membrana apicale delle cellule epiteliali di organi con secrezioni mucose, come l’intestino o l’apparato respiratorio.
Cosa comporta un malfunzionamento di questo canale? il malfunzionamento di CFTR, che generalmente trasporta il cloruro verso l’esterno della cellula, determina anche un trasporto difettivo di altri ioni e molecole, principalmente l’acqua, la quale viene riassorbita all’interno delle cellule. Ne consegue che il muco che generalmente ricopre lo strato epiteliale delle cellule polmonari che è altamente idratato, Nel caso di pazienti con fibrosi cistica è molto disidratato. L’acqua Infatti viene riassorbita dalle cellule epiteliali e di conseguenza un muco disidratato si traduce muco molto appiccicoso che ostruisce le vie aeree e dall’altro rappresenta un ambiente in cui vengono fisicamente intrappolati patogeni come batteri, i quali non possono più essere efficientemente rimossi dal movimento delle ciglia in queste cellule epiteliali. la principale causa di morte di questi pazienti e l’insufficienza respiratoria.
Cos’è la fibrosi cistica? la fibrosi cistica è una malattia autosomica recessiva multi organo, Infatti ha effetti sull’apparato respiratorio digerente e riproduttivo. Le vie respiratorie vengono infatti intasate di muco denso e viscoso. I pazienti muoiono prevalentemente di polmonite in quanto i polmoni vengono considerati un ambiente fertile per lo sviluppo di batteri e di insufficienza respiratoria.
