POMPE E TRASPORTATOR

Nel doppio strato fosfolipidico della membrana plasmatica sono presenti proteine e complessi multiproteici che trasportano gli ioni da un versante all’altro della membrana; il trasporto attraverso la membrana può essere:

• passivo, il passaggio di molecole o ioni avviene secondo gradiente di concentrazione (dalla zona a maggiore concentrazione alla zona a minor concentrazione)

• attivo, il movimento dei soluti attraverso la membrana avviene contro gradiente (si muovono da zone a minore concentrazione a zone a maggiore concentrazione) utilizzando energia fornita dall’idrolisi dell’ATP; in questo caso le proteine coinvolte nel trasporto sono chiamate pompe.

Le pompe ioniche sono complessi proteici che attraversano la membrana e idrolizzano molecole di ATP per trasportare ioni contro il loro gradiente di concentrazione; le principali pompe sono:

- pompa Na/K ATPasi, trasporta ioni potassio nel citoplasma ed espelle ioni sodio; questo tipo di pompa è dipendente da processi di fosfolirazione. Infatti, la fosforilazione della porzione citoplasmatica della pompa favorisce il legame di 3 ioni sodio che verranno traslocati sulla porzione extracellulare dove saranno rilasciati e dove avverrà il legame con 2 ioni potassio; la defosforilazione della pompa determinerà l’internalizzazione del potassio

- pompa H/K ATPasi, trasporta 1 ione potassio nel citoplasma ed espelle 1 ione idrogeno; questa pompa è localizzata sulla membrana delle cellule parietali gastriche,dove secerne protoni ed acidifica l’ambiente gastrico; anche questo tipo di pompa è controllata dalla fosforilazione di specifici siti

- pompa Ca ATPasi, regola la concentrazione citoplasmatica di calcio

espellendolo all’esterno della cellula; tale pompa trasporta 1 ione calcio per ogni molecola di ATP idrolizzata ed è funzionalmente accoppiata al trasportatore Na/Ca (di cui parleremo dopo) e ad un trasportatore presente sulla membrana del reticolo endoplasmatico

- p-glicoproteina, è una proteina di membrana localizzata a livello delle cellule nervose, della placenta, delle ovaie e dei testicoli; rappresenta un ruolo di barriera funzionale tra questi tessuti e il sangue

Oltre alle pompe, abbiamo anche altri tipi di proteine coinvolti nel processo di trasporto di ioni da un versante all’altro della membrana, ovvero i trasportatori. I trasportatori sono proteine di membrana che trasportano soluti contro gradiente sfruttando l’energia elettrochimica derivata da un contro-ione (lo ione di carica opposta a quello considerato); i principali tipi di trasportatori sono:

- Na/glucosio, è localizzato sulla porzione luminale della membrana degli enterociti e delle cellule del tubulo renale; la sua attivazione determina

l’assorbimento del glucosio all’interno delle cellule mediante un meccanismo di simporto con il sodio; il glucosio successivamente viene espulso dal citoplasma nel torrente circolatorio mediante un sistema di trasporto facilitato

- Na/K/Cl, regola l’omeostasi idrosalina della cellula; è localizzato principalmente

a livello del tubulo renale dove regola il riassorbimento salino; la sua attivazione richiama 1 ione K e 2 ioni Cl dall’ambiente extracellulare mediante cotrasporto con 1 ione Na

- Na/Ca, permette l’espulsione di 3 ioni Ca dall’ambiente extracellulare e

l’internalizzazione di 1 ione Na; questo tipo di trasportatore è presente sulle cellule nervose e muscolari. Una delle caratteristiche di tale trasportatore è la bidirezionalità del trasporto ionico in relazione al rapporto tra il potenziale di membrana e quello d’inversione: quando questa differenze è negativa, come accade nelle cellule eccitabili in stato di riposo, il calcio viene espulso, ma in condizioni di depolarizzazione il trasportatore inverte la sua attività e richiama calcio nel citoplasma espellendo sodio

- Na/H, partecipa alla regolazione del pH intracellulare mediante l’espulsione di

ioni H

- il sistema di recupero dei neurotrasmettitori, è localizzato sulla membrana presinaptica o sulle cellule gliali dove è deputato al recupero delle molecole di neurotrasmettitore dallo spazio sinaptico, rilasciate durante l’attivazione

neuronale; abbiamo i trasportatori per i neurotrasmettitori di I classe e di II classe

3. RECETTORI PER I FATTORI DI CRESCITA:

i fattori di crescita sono polipeptidi che regolano la proliferazione,crescita e

maturazione cellulare (es: il fattore di crescita epidermico EGF, il fattore il crescita di derivazione piastrinica PDGF ecc).

I recettori per i fattori di crescita,quindi, mediano l’azione dei fattori di crescita; sono provvisti di attività enzimatica di tipo tirosinchinasico, ovvero catalizzano il

trasferimento di gruppi fosfato dell’ATP ai residui di tirosina presenti su proteine bersaglio intracellulari, innescando complessi meccanismi di trasduzione.

Questi recettori sono costituiti da una singola catena proteica contenente, a partire dall’estremità N-terminale, un dominio extracellulare che lega il fattore di crescita,

un dominio idrofobo transmembrana (si trova tra il citoplasma e lo spazio

extracellulare) con funzione di connessione tra i domini extra- ed intracellulari, un

dominio juxtamembrana con funzione regolatoria, un dominio catalitico ad

attività tirosinchinasica e il dominio C-terminale, che rappresenta il sito di legame con il trasduttore intracitoplasmatico.

4. RECETTORI PER L’ADESIONE CELLULARE: sono recettori che captano segnali dalla matrice extracellulare per regolare la proliferazione, la forma, la motilità e la morfologia delle cellule, sia in condizioni fisiologiche che in condizioni patologiche. Quando l’interazione si verifica tra due molecole di adesione dello stesso tipo si

parla di interazione omofilica; quando si verifica tra due molecole diverse o tra una molecola d’adesione e la matrice extracellulare si parla di interazione eterofilica. I recettori per l’adesione cellulare si suddividono in 4 famiglie:

o le IgCAM sono espresse da cellule endoteliali, da cellule infiammatorie e immunitarie

o le integrine mediano sia l’interazione cellula-cellula che cellula matrice

extracellulare; mediano l’adesione tra elementi del citoscheletro con proteine extracellulari

o le caderine mediano l’interazioni omofiliche cellula-cellula e,in base al tessuto sul

quale sono state caratterizzate, si distinguono in neurali,epiteliali,placentari e retinali

o le selectine sono glicoproteine di membrana coinvolte nel processo di adesione durante l’infiammazione; sono molecole di adesione cellulare coinvolte

nell’interazione tra leucociti e cellule endoteliali durante l’infiammazione; mediano infatti la migrazione dei leucociti nel sito d’infiammazione e ne permettono

l’extravasazione

Abbiamo infine RECETTORI PER LE CITOCHINE , strutturalmente simili ai recettori per i fattori di crescita, ma privi di attività tirosinchinasica, e RECETTORI AD ATTIVITA’

GUANILATO CICLASICA, ai cui fanno parte soltanto 6 tipi di recettori che hanno in

comune un unico ligando: il peptide natri-uretico atriale (nelle isoforme A,B e C).