LEZIONE 1_TRASPORTI DI MEMBRANA

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Evangelista Angelini
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1 LEZIONE 1_TRASPORTI DI MEMBRANA 1

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3 I TRASPORTI DI MEMBRANA Diffusione semplice Diffusione facilitata Trasporto attivo 3

4 La diffusione semplice Lezione_1_trasporti 4

5 La diffusione semplice Relazione tra permeabilità e coefficiente di partizione La velocità di diffusione semplice attraverso una lipidica è condizionata dalla facilità con cui si scioglie in solventi oleosi rispetto a solventi acquosi. K = coefficiente di partizione = conc.soluto lipidi / conc.soluto H 2 0 (stesso volume di solvente) 5

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La diffusione attraverso canali ionici Ioni e piccole molecole cariche diffondono attraverso i canali ionici: proteine di (composte da più subunità) I canali ionici sono regolati da: - stimoli

7 La diffusione attraverso canali ionici Ioni e piccole molecole cariche diffondono attraverso i canali ionici: proteine di (composte da più subunità) I canali ionici sono regolati da: - stimoli elettrici (variazioni di potenziale della cellulare) - stimoli meccanici - stimoli chimici (ormoni, neurotrasmettitori, messaggeri intracellulari) Si distinguono in base a proprietà biofisiche e farmacologiche: - selettività per le diverse specie ioniche (Na +, K +, Ca 2+, Cl - ) - cinetica di apertura, chiusura ed inattivazione - farmacologia (bloccanti, agonisti) 7

8 La diffusione FACILITATA attraverso trasportatori -specifici per il substrato (es. aminoacidi o zuccheri) - uniporti, simporti o scambiatori 8

9 - cinetica di saturazione - competizione per il sito di legame tempo 9

10 Differenze funzionali tra canali ionici e trasportatori Differenze cinetiche tra diffusione semplice e facilitata Diffusione facilitata Diffusione semplice 10

11 IL TRASPORTO ATTIVO utilizza l energia dell idrolisi di ATP per trasportare ioni contro gradiente di concentrazione permette il mantenimento di gradienti di concentrazione stabili ai lati della cellulare elevata specificità possono essere scambiati ioni diversi sui due lati della può essere elettrogenico si distingue tra: trasporto attivo primario trasporto attivo secondario (co-trasporto, contro-trasporto) 11

12 I TRASPORTI ATTIVI PRIMARI Pompa Na + /K + Pompa K + /H + 3Na + /2K + 4H + /4K + Pompa del Ca 2+ Pompa del H + H + 2Ca 2+ 2H + 12

13 Esempi di trasporto attivo primario: la pompa Na + /K + i flussi sono asimmetrici: 3 ioni Na + espulsi, 2 ioni K + immessi pompa elettrogenica mantiene [Na + ] i bassi e [K + ] i alti attivata da aumenti di [Na + ] i e [K + ] o richiede 1 molecola di ATP, idrolizzata dall ATPasi richiede Mg 2+ selettiva per Na + (la sostituzione con Li + blocca la pompa) 13

Struttura molecolare della la pompa Na + /K +

proprio sito di legame esterno ouabaina Legame

14 Struttura molecolare della la pompa Na + /K + Sito di legame per l ouabaina 2K+ Digitalis purpurea 3Na+ selettivamente inibita dall ouabaina che impedisce il legame del K + con il proprio sito di legame esterno ouabaina Legame Na+ e K+ interno Subunità α fosforilazione Legame di ATP Subunità β 14

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Esempi di trasporto attivo primario: Ca 2+ -ATPasi uniporto espressa su: plasmatica, mitocondri, reticolo endoplasmatico trasporta 2 ioni Ca 2+ per ogni molecola di ATP necessaria la presenza di Mg

16 Esempi di trasporto attivo primario: Ca 2+ -ATPasi uniporto espressa su: plasmatica, mitocondri, reticolo endoplasmatico trasporta 2 ioni Ca 2+ per ogni molecola di ATP necessaria la presenza di Mg 2+ per il suo funzionamento non si conoscono inibitori specifici Due isoforme della Ca 2+ -ATPasi: PMCA, SERCA FUNZIONE: mantiene bassa la concentrazione di Ca 2+ intracellulare ( M) nel reticolo sarcoplasmatico delle cellule muscolari scheletriche costituisce l 80% delle proteine li PMCA: (Plasma Membrane Calcium ATPasi) Espressa plasmatica Maggiore affinità per Ca 2+ SERCA: (Smooth Endoplasmic Reticulum Calcium ATPasi) Affinità minore per Ca 2+ Espressa sulla del RE Bloccata tapsigargina 16

17 Esempi di trasporto attivo primario: la pompa protonica H+/K+ ATPasi 17

18 I TRASPORTI ATTIVI SECONDARI i trasporti attivi secondari trasferiscono molecole contro gradiente utilizzando come sorgente di energia i gradienti ionici creati dai trasporti attivi primari non richiedono direttamente energia metabolica (ATP) possono dipendere dal gradiente del Na + o di altri ioni (Cl -, HCO 3- ) 18

contro-trasporto Na + / H + contribuisce al mantenimento del ph intracellulare

19 I trasporti attivi secondari Na + - dipendenti vengono scambiati: glucosio, amino acidi, prodotti metabolici, ioni invertendo il gradiente di Na + si invertono i flussi. contro-trasporto Na + / H + contribuisce al mantenimento del ph intracellulare contro-trasporto Na + / Ca 2+ contribuisce a mantenere bassi i livelli di Ca 2+ intracellulare 19

20 I trasporti attivi secondari non Na + - dipendenti: l antiporto Cl - /HCO 3 - HCO - 3 plasmatico Riassorbimento HCO - 3 nel tubulo renale Produzione HCl del succo gastrico Produzione HCO - 3 nel succo pancreatico Cl:HCO 3-1:1 20

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I TRASPORTI ATTRAVERSO GLI EPITELI la apicale dell epitelio è rivolta verso il lume corporea della cavità la basolaterale è in contatto con il liquido interstiziale, che scambia sostanze con il

22 I TRASPORTI ATTRAVERSO GLI EPITELI la apicale dell epitelio è rivolta verso il lume corporea della cavità la basolaterale è in contatto con il liquido interstiziale, che scambia sostanze con il sangue. cellule adiacenti sono unite da giunzioni strette, che limitano il passaggio di sostanze: i due liquidi sui due lati dell epitelio possono avere composizione diversa. Assorbimento: trasporto dal lume verso il liquido extracellulare Secrezione: trasporto dal liquido extracellulare verso il lume 22

23 Il trasporto transepiteliale del glucosio 1. Il simporto Naglucosio utilizza il gradiente del Na + per introdurre glucosio 2. Il trasportatore GLUT trasferisce glucosio con diffusione facilitata 3. La Na + /K + -ATPasi espelle Na +, mantenendo Lezione 1_trasporti bassa di la sua concentrazione intracellulare 23

Il trasporto epiteliale di acqua Gli epiteli assorbono o secernono acqua utilizzando il trasporto attivo di soluti, in modo da creare un gradiente di pressione osmotica tra le soluzioni poste ai due

24 Il trasporto epiteliale di acqua Gli epiteli assorbono o secernono acqua utilizzando il trasporto attivo di soluti, in modo da creare un gradiente di pressione osmotica tra le soluzioni poste ai due lati dello strato cellulare. L acqua quindi fluisce passivamente attraverso l epitelio per osmosi. Il trasporto attivo sulla basolaterale crea un gradiente di pressione osmotica attraverso l epitelio che genera un flusso di acqua dal lume al liquido interstiziale (assorbimento). 24

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