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FisioForeign - 1 > Trasporto e Potenziale di Membrana > Flashcards

Trasporto e Potenziale di Membrana Flashcards

1
Q

Quali sono i due principi che regolano le strutture alla base del trasporto di membrana?

A

Il risparmio energetico e la selettività, quest ultima è neccessaria per proteggere la cellula.

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2
Q

Quali sono le modalità di trasporto di membrana?

A

Uniporto, simporto, antiporto o controtrasporto.

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3
Q

Un esempio di simporto nell’intestino

A

Il trasportatore sodio-glucosio

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4
Q

Elenca tutti i trasportatori antiporto che conosci.

A

Pompa Na+/K+ ATPasi;
Pompa H+/K+ ATPasi;
Le pompe che espellono il Ca2+ a livello del muscolo e del cuore.

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5
Q

Che tipo di farmaci può penetrare all’interno del SNC?

A
  • Capaci di sfruttare i sistemi di trasporto presenti a livello della barriera ematoencefalica
  • Con un adeguato coefficiente di distribuzione*
  • Per ogni farmaco si calcola il coefficiente di distribuzione e si vede in quali organi va a distribuirsi una volta iniettato nel corpo

*Dipende direttamente dal coefficiente di ripartizione

Il coefficiente di ripartizione rappresenta il rapporto tra le concentrazioni di un composto all’interno delle due fasi di una miscela di due liquidi immiscibili all’equilibrio. Molto importante perché è indice di idrofobia o idrofilia

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6
Q

Diffusione semplice:

Cosa accade all’aumentare della differenza di concentrazione

Pensa ad un grafico

A

Aumenta linearmente la quantità di molecole trasportate

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6
Q

Diffusione semplice:

Cosa accade all’aumentare della differenza di concentrazione

Pensa ad un grafico

A

Aumenta linearmente la quantità di molecole trasportate

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7
Q

Descrivi la legge di Fick

A

Il flusso di una molecola è direttamente
proporzionale sia alla differenza di
concentrazione (che è la forza trainante) che
all’area assorbente, mentre è inversamente
proporzionale allo spessore della membrana.

F = Kd x A x ΔC/Δx

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8
Q

Quali sono i fattori che limitano l’utilizzo della legge di Fick?

A
  • La dimensione delle molecole (non ne tiene conto)
  • La carica delle molecole (per l’influenza dell’eventuale potenziale elettrico)
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9
Q

Qual è la differenza principale tra la cinetica della diffusione semplice e quella della diffusione facilitata?

* Graficamente

A

La diffusione facilitata non si può definire un trasporto lineare poiché dipende dal numero di trasportatori presenti sulla membrana.

Si può parlare quindi di saturazione

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10
Q

Indica un processo di trasporto che segue una cinetica di saturazione

A

Il trasporto del glucosio a livello renale.
Si parla di carico tubulare massimo

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11
Q

Quali sono le principali strutture di membrana atte al trasporto di particelle cariche?

A

I canali ionici

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11
Q

Quali sono le principali strutture di membrana atte al trasporto di particelle cariche?

A

I canali ionici

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12
Q

Cosa si instaura in seguito al passaggio asimmetrico (elettrogenico) di ioni attraverso la membrana?

A

Un potenziale graduato che può o no evolvere in un potenziale d’azione.

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12
Q

Cosa si instaura in seguito al passaggio asimmetrico (elettrogenico) di ioni attraverso la membrana?

A

Un potenziale graduato che può o no evolvere in un potenziale d’azione.

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13
Q

Indipendentemente dal potenziale chimico ed elettrico:

Cosa permette il passaggio degli ioni attraverso i canali ionici?

A
  • La presenza di acqua all’interno del poro.
  • La perdita del guscio idratato degli ioni in transito
  • La presenza di amminoacidi carichi in maniera opposta allo ione
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14
Q

Una caratteristica fondamentale dei canali ionici è la selettività, cosa la permette?

A
  • La struttura tridimensionale, in particolare, la dimensione.
  • La carica espressa da alcuni segmenti chiamati S2-S4, in particolare sequenze amminoacidiche in grado di attrarre o respingere alcuni ioni in base alla carica
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15
Q

Da cosa possono dipendere l’attivazione o l’inattivazione dei canali ionici?

A
  • Da un legame con una specie chimica: chemio - dipendenti (GABA-R, Rec. nicotinico)
  • Da uno stimolo elettrico: voltaggio - dipendenti
  • Da uno stimolo meccanico: meccano - dipendenti (nel muscolo)
16
Q

Descrivi in breve le caratteristiche del recettore per il GABA.

A
  • Canale specifico per lo ione cloro
  • In grado di aumentare la propria conduttanza grazie al semplice legame con il GABA
  • Tipo A: recettori canale permeabili al Cl-
  • Tipo B: accoppiati a proteine inibitorie
17
Q

Descrivi in breve le caratteristiche del recettore per il GABA.

A
  • Canale specifico per lo ione cloro
  • In grado di aumentare la propria conduttanza grazie al semplice legame con il GABA
  • Tipo A: recettori canale permeabili al Cl-
  • Tipo B: accoppiati a proteine inibitorie
18
Q

Quante tipologie di trasporto attivo conosci?

A
  • Primario: come la famosa pompa sodiopotassio ATPasi o la pompa idrogeno-potassio ATPasi.
  • Secondario: sfrutta il gradiente chimico/elettrico generato da un trasporto attivo primario per effettuare un cotrasporto.
19
Q

Quante tipologie di trasporto attivo conosci?

A
  • Primario: come la famosa pompa sodiopotassio ATPasi o la pompa idrogeno-potassio ATPasi.
  • Secondario: sfrutta il gradiente chimico/elettrico generato da un trasporto attivo primario per effettuare un cotrasporto.
20
Q

Cosa distingue la pompa sodiopotassio ATPasi dalla pompa idrogeno-potassio ATPasi

* Oltre alle molecole trasportate?

A
  • La prima è elettrogenica, la seconda no quindi non polarizza la membrana.
21
Q

Qual è il ruolo principale della pompa sodio potassio ATPasi?

A
  • La pompa sodio potassio contrasta gli eventi post-iperpolarizzazione che porterebbero ad una distribuzione di ioni incompatibile con la genesi del potenziale d’azione.
  • Essa viene fosforilata per idrolisi dell’ATP e cambia conformazione per trasportare contro gradiente 3 molecole di sodio all’esterno della cellula e 2 di potassio all’interno

Preambolo:

  • In seguito alla iperpolarizzazione il sodio è estremamente più concentrato al di fuori della membrana e nonostante essa sia poco permeabile riesce lentamente ad entrare e a rendere meno negativa la cellula.
  • L’equilibrio tra le forze in atto sul potassio viene intaccato: quella elettrica che vorrebbe trasportarlo all’interno diminuisce a favore di quella chimica generata dal gradiente di concentrazione che quindi può di trasportarlo verso l’esterno della cellula.
22
Q

Quali sono i parametri cinetici della sodio potassio ATPasi?

A
  • Km-Na = 0.2 mM
  • Km-K = 0.05 mM
23
Q

Quale cardiotonico agisce sulla pompa Na/K ATPasi e perché è importante per comprendere appieno i meccanismi che la influenzano?

A
  • La Ouabaina (al giorno d’oggi si usano i suoi derivati).
  • Essa blocca il gradiente elettrogenico generato dalla pompa sodio potassio e di conseguenza blocca a livello cardiaco il trasporto di sodio-calcio cossicché il calcio resti all’interno aumentando la contrazione.
  • Questa molecola un chiaro esempio della sensibilità della Na/K ATPasi a veleni metabolici e agenti specifici
24
Q

Qual è la struttura della Na+/K+ ATPasi?

A

è formata da due subunità
* α: catalitica, 10 segmenti transmembrana, presenta anse citoplasmatiche importanti per il legame con l’ATP
* β: singolo dominio transmembrana

25
Q

Quali sono le conseguenza della fosforilazione e defosforilazione della Na+/K+ ATPasi?

A

L’esposizione, alternativamente, dei siti per il legame di sodio e potassio

26
Q

Come avviene il trasporto del glucosio a livello intestinale o del tubulo contorto prossimale?

A

Attraverso il cotrasportatore Na+/D-Glucosio
(SGLT-1).
Questo sfrutta il gradiente ionico instaurato dalla Na+/K+ ATPasi, il glucosio viene quindi trasportato accoppiato al sodio che riesce così ad entrare nella cellula.

27
Q

A quale conclusioni permise di arrivare il primo esperimento di Gibbs-Donnan

Ricorda: cloruro di potassio

A

Se un sistema viene lasciato a riposo e non viene perturbato, si raggiunge l’elettroneutralità.
Si ha, quindi, un equilibrio di cariche e la membrana non è eccitabile poiché le cariche sono equilibrate nei due lati.

28
Q

Cosa cambiò tra il primo ed il secondo esperimento di Gibbs-Donnan?

A

Venne aggiunto del proteinato di Potassio, questo scindendosi avrebbe contribuito alla concentrazione di potassio ma la componente proteica (carica negativamente) non sarebbe stata in grado di attraversare la membrana semipermeabile. Osservando per del tempo il sistema si notò che questa componente proteica impediva di ottenere l’elettroneutralità tra le i due lati.
All’interno della singola vasca il bilancio elettrico è però neutro.

29
Q

Cosa si è potuto spiegare, a livello della cellula, grazie agli studi di Gibbs-Donnan?

A

Gli esperimenti di Gibbs-Donnan hanno, collateralmente, permesso di dimostrare come in una cellula si possa creare un gradiente ionico e come ci possano essere quindi fenomeni di elettrogenesi.

Alla base di questa distribuzione asimmetrica degli ioni ci sono tutte quelle strutture proteiche di membrana (perché ricordiamolo, questi fenomeni interessano esclusivamente la membrana ma non le parti più interne della cellula) in grado di bypassare i limiti imposti dal doppio strato fosfolipidico.

30
Q

Come mai si parla di elettrogenicità quando all’interno e all’esterno della membrana le specie ioniche trasportate sono “dello stesso segno”

es: sodio e potassio entrambi positivi

A

Perché l’elettrogenicità non va confusa con la carica intra o extracellulare ma è conseguenza di una differenza di distribuzione di cariche.

31
Q

Quali sono le forze da tenere in considerazione quando si parla di trasporto di membrana e come sono relazionate?

A
  • Wc = lavoro per trasferire una mole di ione contro gradiente chimico
  • We = lavoro per trasferire una mole di ione contro gradiente elettrico
  • Wc = -We
32
Q

Cosa dobbiamo sostituire all’interno dell’equazione di equilibrio delle forze su uno ione per ottenere la legge di Nernst?

A
  • Poiché la forza diffusionale è legata alla costante dei gas e alla temperatura scriviamo: Wc = R T (ln C1 - ln C2)
  • La forza elettrostatica dipende invece dalla valenza dello ione, costante di Faraday e differenza di potenziale: We = z F Em
  • Si ottiene così l’equivalenza: R T (ln C1 - ln C2) = z F Em

C sta per concentrazione

32
Q

Attraverso che tipo di canali avvengono i trasporti di Na e K ai valori del potenziale di riposo?

A

Attraverso i canali passivi e non quelli voltaggio dipendenti.

33
Q

Enuncia la legge di Nernst e a cosa serve.

A

Em= RT/zF * ln C2/C1

Serve a calcolare il potenziale di equilibrio di uno ione cioè il potenziale elettrico tale per cui uno ione non è spinto nè ad uscire nè ad entrare attraverso la cellula poiché le forze su di esso sono bilanciate.

34
Q

Da quale legge possiamo ricavare la corrente applicata ad uno ione?

A
  • Legge di Ohm: I = G x ΔE x A
  • Differenza di potenziale tra quello di riposo e quello di equilibrio dello ione: ΔE = Em - Ej
  • Alla fine otteniamo: I = G x (Em - Ej) x A

  • G = conduttanza, dipende dal numero di recettori aperti
  • A = superficie (inclusi recettori)
34
Q

Come si calcola la corrente ionica di uno ione a attraverso la membrana?

A

I = g (Em -Ea)

  • g = conduttanza dello ione
  • I = corrente sullo ione
  • Ea = potenziale di equilibrio dello ione
  • Em = potenziale di riposo della membrana
35
Q

Descrivi l’equazione di goldman-hodgkin-katz.

A
  • Mette in evidenza che, quando la membrana plasmatica è permeabile a più ioni, il valore di E, sara la risultante dei potenziali di equilibrio di tutti gli ioni coinvoli in funzione della permeabilità della membrana a ciascuno di essi
  • In generale essa permette di calcolare il potenziale di membrana con il contributo di ogni singola specie ionica.
  • La permeabilità è un valore fondamentale in quanto essa varia spesso in base allo stato dei vari canali coinvolti, ad esempio quando si attivano quelli del sodio la permeabilità per lo ione aumenta moltissimo e “trascina” il potenziale della membrana (Em) verso Esodio.

La formula la metto come immagine se no è un casino.

36
Q

Quali sono i potenziali di riposo delle principali cellule eccitabili?

A

Muscolare Scheletrica = -90 mV
Nervosa = -70 mV
Muscolare Cardiaca = -85 mV
Nodo Seno Atriale = -65 mV

37
Q

In cosa consiste la camera di ussing?

A

Un dispositivo utilizzato per misurare il trasporto di ioni attraverso il tessuto epiteliale.
La corrente che fluisce attraverso il circuito (la pelle) è equivalente alla quantità di carica trasferita dal trasporto degli ioni sodio

38
Q

Da cosa dipende il verso del flusso di uno ione attraverso la membrana? Può cambiare?

A
  • La differenza tra il potenziale di membrana e quello di equilibrio dello ione in questione ci indica la direzione che deve intraprendere il trasporto per trovare l’equilibrio.
  • Ad un valore positivo corrisponde un flusso di ioni positivi uscenti (o negativi entranti)
  • Ad un valore negativo il contrario

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