SISTEMI DI TRASPORTO DI MEMBRANA – INTRODUZIONELa variazione di energia libera associata al trasporto di una sostanza A elettricamente carica tra due compartimenti, per esempio dall’ esterno all’ interno di una cellula, si misura con questa reazione:DG = RT ln (Aint/Aest) + n F DVIl potenziale di membrana per una specie ionica diffusibile invece si calcola in questo modo:DV =( RT/ZF) ln (C2/C1)Dove C2 è convenzionalmente la concentrazione interna per gli anioni, esterna per i cationi.Si distinguono i trasportatori (trasporto attivo primario, trasporto attivo secondario, trasporto apssivo; simporto, antiporto, uniporto) che sono saturabili dai canali ionici, un tipo di trasportatori uniporto in definitiva, che sono apparentemente non saturabili.Esistono vari trasportatori:POMPA NA+/K+Dove: membrana basolateraleAzione: 3 Na+ fuori/2 K+ dentro. E’ un’ ATP-asi di tipo P quindi per la sua attività è fondamentale una fosforilazione (acido aspartico).Struttura: alfa2-beta2. Alfa contiene 8 domini trans membrana e i siti di legame per ioni, ATP e uobaina. Esistono diverse isoforme, ma nel rene quella abbondante è l’ isoforma alfa1, sensibile all’ attività dell’ aldosterone.COTRASPORTO NA+/GLUCOSIODove: membrana luminale (SGLT2 nel tubulo prossimale, SGLT1 nel tubulo distale)Azione: è un trasporto attivo secondario, basato sul gradiente elettrochimico del Na+ fornito dalla pompa Na+/K+, che serve a riassorbire il glucosio (NB: 12 mEq e 140 mEq con DV=-70mV)Struttura: 12 segmenti trans membranaCOTRASPORTO NA+/AMINOACIDIDove: membrana luminaleAzione: è un trasporto attivo secondario che serve per riassorbire gli aminoacidi. Esistono diversi carriers a seconda dei vari tipi di aminoacidi.ANTIPORTO NA+/H+ (AMILORIDE SENSIBILE)Dove: membrana luminale (tubulo prossimale)Azione: è un trasporto attivo secondario che serve per l’ escrezione degli ioni H+ (acidificazione delle urine). Quantitativamente il mezzo più importante sotto questo punto di vista (si pensi alle pompe protoniche). Tipicamente inibito dall’ amiloride (diuretico)COTRASPORTATORE NA+/K+/2CL- (FUROSEMIDE SENSIBILE)Dove: membrana luminale (branca ascendente dell’ ansa di Henle)Azione: cotrasporta questi ioni nel citoplasma. Na+ e Cl- vanno in direzione del loro gradiente, al contrario del K+. E’ inibito dal furosemide (diuretico). E’ responsabile di buona parte dell’ assorbimento del K+, mentre ha un ruolo più marginale nei confronti del Cl- che viene riassorbito per massima parte per via paracellulareCANALI PER IL K+-Canale per il K+ basolaterale (scarica nel sangue gli eccessi di K+ in parte provenienti dalla pompa Na+/K+, in parte provenienti dal cotrasportatore furosemide sensibile)-Cotrasportatore K+/Cl- basolaterale (vedi sopra)-Canale luminale del K+ (secerne K+ nel lume dai tubuli distali o da tubuli -collettori) TRASPORTATORI PER IL CL-· Cotrasportatore Na+/K+/2Cl- (entra, dalla membrana apicale)· Scambiatore HCO3-/Cl- (entra, dalla membrana basolaterale)· Canale luminale del Cl- (esce, dalla membrana luminale)· Cotrasportatore basolaterale K+/Cl- (esce, dalla membrana basolaterale) TRASPORTATORI DI CALCIO E FOSFATOIl calcio che passa il filtro renale è solo quello ionizzato libero, cioè quello non coniugato a proteine. Il suo ingresso nella cellula avviene passivamente attraverso un canale specifico. Una volta all’ interno della cellula tubulare renale passa anche la membrana basolaterale, per raggiungere il sangue, grazie a due sistemi: · la pompa del Ca+ ATP-asi (2Ca+/1ATP)· lo scambiatore Na+/Ca++ (3Na+/1Ca+), stimolato dall’ ormone paratiroideo Il fosfato (0,8 mM di soglia renale) entra nella cellula dal lato luminale grazie a un cotrasportatore Na+/FosfatoPOMPA PROTONICADove: membrana luminale dei tubuli distali e dei dotti collettoriAzione: trasporto attivo primario che sfruttando l’ energia dell’ idrolisi dell’ ATP pompa nel lume gli ioni H+. Quantitativamente, come già detto, è più importante l’ antiporto Na+/H+ ma questa pompa ha un’ alta capacità concentrante che le permette di acidificare urine già acide fino a farle raggiungere un PH di 4,5.
SISTEMI DI TRASPORTO DI MEMBRANA
SISTEMI DI TRASPORTO DI MEMBRANA – INTRODUZIONELa variazione di energia libera associata al trasporto di una sostanza A elettricamente carica tra due compartimenti, per esempio dall’ esterno all’ interno di una cellula, si misura con questa reazione:DG = RT ln (Aint/Aest) + n F DVIl potenziale di membrana per una specie ionica diffusibile invece si calcola in questo modo:DV =( RT/ZF) ln (C2/C1)Dove C2 è convenzionalmente la concentrazione interna per gli anioni, esterna per i cationi.Si distinguono i trasportatori (trasporto attivo primario, trasporto attivo secondario, trasporto apssivo; simporto, antiporto, uniporto) che sono saturabili dai canali ionici, un tipo di trasportatori uniporto in definitiva, che sono apparentemente non saturabili.Esistono vari trasportatori:POMPA NA+/K+Dove: membrana basolateraleAzione: 3 Na+ fuori/2 K+ dentro. E’ un’ ATP-asi di tipo P quindi per la sua attività è fondamentale una fosforilazione (acido aspartico).Struttura: alfa2-beta2. Alfa contiene 8 domini trans membrana e i siti di legame per ioni, ATP e uobaina. Esistono diverse isoforme, ma nel rene quella abbondante è l’ isoforma alfa1, sensibile all’ attività dell’ aldosterone.COTRASPORTO NA+/GLUCOSIODove: membrana luminale (SGLT2 nel tubulo prossimale, SGLT1 nel tubulo distale)Azione: è un trasporto attivo secondario, basato sul gradiente elettrochimico del Na+ fornito dalla pompa Na+/K+, che serve a riassorbire il glucosio (NB: 12 mEq e 140 mEq con DV=-70mV)Struttura: 12 segmenti trans membranaCOTRASPORTO NA+/AMINOACIDIDove: membrana luminaleAzione: è un trasporto attivo secondario che serve per riassorbire gli aminoacidi. Esistono diversi carriers a seconda dei vari tipi di aminoacidi.ANTIPORTO NA+/H+ (AMILORIDE SENSIBILE)Dove: membrana luminale (tubulo prossimale)Azione: è un trasporto attivo secondario che serve per l’ escrezione degli ioni H+ (acidificazione delle urine). Quantitativamente il mezzo più importante sotto questo punto di vista (si pensi alle pompe protoniche). Tipicamente inibito dall’ amiloride (diuretico)COTRASPORTATORE NA+/K+/2CL- (FUROSEMIDE SENSIBILE)Dove: membrana luminale (branca ascendente dell’ ansa di Henle)Azione: cotrasporta questi ioni nel citoplasma. Na+ e Cl- vanno in direzione del loro gradiente, al contrario del K+. E’ inibito dal furosemide (diuretico). E’ responsabile di buona parte dell’ assorbimento del K+, mentre ha un ruolo più marginale nei confronti del Cl- che viene riassorbito per massima parte per via paracellulareCANALI PER IL K+-Canale per il K+ basolaterale (scarica nel sangue gli eccessi di K+ in parte provenienti dalla pompa Na+/K+, in parte provenienti dal cotrasportatore furosemide sensibile)-Cotrasportatore K+/Cl- basolaterale (vedi sopra)-Canale luminale del K+ (secerne K+ nel lume dai tubuli distali o da tubuli -collettori) TRASPORTATORI PER IL CL-· Cotrasportatore Na+/K+/2Cl- (entra, dalla membrana apicale)· Scambiatore HCO3-/Cl- (entra, dalla membrana basolaterale)· Canale luminale del Cl- (esce, dalla membrana luminale)· Cotrasportatore basolaterale K+/Cl- (esce, dalla membrana basolaterale) TRASPORTATORI DI CALCIO E FOSFATOIl calcio che passa il filtro renale è solo quello ionizzato libero, cioè quello non coniugato a proteine. Il suo ingresso nella cellula avviene passivamente attraverso un canale specifico. Una volta all’ interno della cellula tubulare renale passa anche la membrana basolaterale, per raggiungere il sangue, grazie a due sistemi: · la pompa del Ca+ ATP-asi (2Ca+/1ATP)· lo scambiatore Na+/Ca++ (3Na+/1Ca+), stimolato dall’ ormone paratiroideo Il fosfato (0,8 mM di soglia renale) entra nella cellula dal lato luminale grazie a un cotrasportatore Na+/FosfatoPOMPA PROTONICADove: membrana luminale dei tubuli distali e dei dotti collettoriAzione: trasporto attivo primario che sfruttando l’ energia dell’ idrolisi dell’ ATP pompa nel lume gli ioni H+. Quantitativamente, come già detto, è più importante l’ antiporto Na+/H+ ma questa pompa ha un’ alta capacità concentrante che le permette di acidificare urine già acide fino a farle raggiungere un PH di 4,5.