2. permettere un continuo scambio di ioni e molecole fra i due compartimenti
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- Ivo Mauro
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1 La membrana plasmatica ha il compito di 1. isolare il citoplasma dall ambiente extracellulare 2. permettere un continuo scambio di ioni e molecole fra i due compartimenti
2 Trasporto passivo: passaggio di molecole secondo gradiente elettrochimico o di concentrazione Diffusione facilitata: passaggio di molecole secondo gradiente elettrochimico o di concentrazione che utilizza proteine trasportatrici Trasporto attivo: trasporto contro gradiente, operato da POMPE di membrana che utilizzano l energia fornita dall idrolisi dell ATP TRASPORTATORI (o scambiatori) che sfruttano l energia elettrochimica derivata da un contro-ione
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5 Trasporto passivo: passaggio di molecole secondo gradiente elettrochimico o di concentrazione
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8 Diffusione facilitata: passaggio di molecole secondo gradiente elettrochimico o di concentrazione che utilizza proteine trasportatrici
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11 Nella maggior parte delle cellule la concentrazione extracellulare di glucosio è 7 volte superiore a quella intracellulare. Questo rapporto viene mantenuto in seguito alla modificazione del glucosio in glucosio-6-fosfato (esochinasi). Negli adipociti e nelle cellule muscolari il trasportatore GLUT4 è contenuto in vescicole che si fonderanno con la membrana plasmatica in seguito al legame dell insulina col proprio recettore
12 Canali ionici: proteine in grado di condurre ioni con elevata selettività. Hanno un ruolo critico in processi di fondamentale importanza biologica, come la trasmissione degli stimoli nervosi, la trasduzione del segnale, la regolazione della pressione osmotica.
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14 La selettività di un canale K + nei confronti del K + rispetto al Na + K + in H 2 O K + nel poro Na + in H 2 O Na + nel poro Gli ioni K +, idrati in soluzione, perdono le molecole di H 2 O quando passano attraverso il filtro di selettività e formano dei legami di coordinazione con quattro O di gruppi carbonilici C=O. Gli ioni Na +, essendo più piccoli, non possono coordinarsi perfettamente con questi O e quindi attraversano il canale solo raramente.
15 Il canalek+ èselettivoper ilk+ rispettoall Na+ perchègliionik+ formano legami più forti col filtro di selettività. Mutazioni a carico della regione che funge da filtro sono responsabili di patologie(eg, Sindromedel QT-lungo).
16 Caratteristichedel trasporto passivo facilitato: Specificità Saturabilità Effetto Trans (capacità di modulare il passaggio delle sostanze attraverso il carrier)
17 Trasporto attivo: trasporto contro gradiente, operato da POMPE di membrana che utilizzano l energia fornita dall idrolisi dell ATP
18 Trasporto Attivo Diretto o Primario: L idrolisi di ATP viene direttamente utilizzata dalla pompa per il trasporto dei soluti TrasportoAttivoIndirettoo Secondario: L energia non è fornita dall idrolisi dell ATP, ma dall esistenza di un gradiente elettrochimico prodotto da un trasporto attivo primario
19 Pompe Tipo P Tipo V (presenti negli organelli) Tipo F (invertite) Tipo ABC
20 Neglianimalila pompah+ ATPasi ècostituitadaun antiporto H+/K+ (elettroneutra) (eg, epitelio parietale della mucosa gastrica).
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22 La pompa Na+/K+ distribuisce diversamente le cariche ai 2 lati della membrana (pompa elettrogenica): 3 Na+ fuori dalla cellula, 2 K+ dentro la cellula Mantiene il potenziale elettrico della membrana, permettendo la generazione degli impulsi nervosi nei neuroni e nelle cellule muscolari. Mantiene l equilibrio osmotico. Genera un gradiente elettrochimico utilizzato nel trasporto secondario
23 Neglianimalila pompah+ ATPasi ècostituitadaun antiportoh+/k+ (elettroneutra) (eg, epitelio parietale della mucosa gastrica). MantieneilPh dellostomaco< 2
24 Pompa Ca++ ATPasi Si trovasullemembrane plasmatiche(pmca) (plasma membrane Ca2+ ATPase)e sulreticoloendoplasmatico(serca) (sarco/endoplasmic reticulum Ca2+-ATPase). Mantienela concentrazionebassala concentrazionecitosolicadica++, poichè questo ha un ruolo attivo nella trasduzione del segnale e nella contrazione muscolare
25 PompaATPasiditipoV Trasportano ioni H+ dal citosol al lume di lisosomi, endosomi e vacuoli acidificando il loro contenuto. Trasportano 2 H+ per ogni molecola di ATP utilizzata. Negli osteoclasti (responsabili della degradazione e riassorbimento osseo) queste pompe causano l acidificazione e dissolvimento della matrice ossea mineralizzata. Negli spermatozoi si trovano a livello dell acrosoma (ad un basso ph si attivano le proteasi). Nelle cellule intercalari del rene l eliminazione degli ioni H+ determina l acidificazione delle urine ed il riassorbimento ematico del bicarbonato Mutazioni nei geni che codificano le subunità di queste pompe causano l acidosi tubulare renale e l osteoporosi infantile maligna
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28 PompaATPasiditipoF Mentre le pompe di tipo V utilizzano ATP per pompare H+ contro gradiente, le pompe F 0 F 1 utilizzano il gradiente di H+ come fonte di energia per la sintesi di ATP (invertite). Si trovano nei batteri, nei cloroplasti e nei mitocondri.
29 Pompa ATPasi di tipo ABC (ATP Binding Cassette) Superfamiglia di proteine responsabili del trasporto contro gradiente di concentrazione di vari ioni e molecole. A questo gruppo appartengono le permeasi batteriche che consentono il trasporto di nutrienti dall ambiente extracellulare all interno della cellula. Sono proteine inducibili. Nell uomo una pompa ABC molto studiata è la multi-drug-resistance (MDR o P- glicoproteina). Nei tumori il gene MDR1 può essere amplificato causando resistenza ai chemioterapici (poichè aumenta la capacità della cellula di espellere I farmaci antitumorali. Un altra ATPasi ABC eucariotica è quella responsabile del trasporto del Cl-, regolata dall AMP ciclico.
30 CTFR(cystic fibrosis transmembrane conductance regulator): pompa ABC per il Clmutata negli affetti da fibrosi cistica. L alterazione di questa proteina causa una diminuzione o abolizione dell efflusso di ioni Cl- che causa una diminuzione dell efflusso di acqua e quindi la formazione di muco molto denso, con gravi alterazioni in vari organi ed apparati come il pancreas, l intestino, le vie respiratorie, il sistema riproduttivo
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Biologia generale Robert J. Brooker, Eric P. Widmaier, Linda E. Graham, Peter D. Stiling Copyright 2009 The McGraw-Hill Companies srl
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