canali - Dipartimento di Farmacologia ed Anestesiologia

© Pietro Palatini
Dipartimento di Farmacologia ed Anestesiologia
Università degli Studi di Padova
A.A.2009/2010
CANALI
Funzione fisiologica
Circa il 30% della spesa energetica delle cellule è devoluta al mantenimento dei gradienti
di Na+ e K+ attraverso la membrana, mediante l’utilizzazione di pompe ioniche. Ne risulta
una differenza di potenziale di circa -70mV (negativo all’interno). L’apertura di una canale
provoca una corrente elettrica (di alcuni picoA) allo stesso modo in cui l’apertura di un
interruttore libera l’energia elettrica di una batteria. Gli ioni fluiscono dalla parte ove sono
più concentrati a quella ove sono meno concentrati finché la differenza di potenziale
creata controbilancia esattamente il gradiente chimico (potenziale di Nernst).
I canali di maggior interesse farmacologico sono quelli del Ca2+, del Na+ e del K+. Essi
possono essere aperti da variazioni del potenziale di membrana, da secondi messaggeri
intracellulari o da proteine G. In condizioni fisiologiche, il Ca2+ e il Na+ fluiscono verso
l’interno della cellula depolarizzando la membrana, mentre il K+ fluisce all’esterno,
provocando iperpolarizzazione. Ad esempio, nel cuore, la depolarizzazione degli atri, dei
ventricoli e del fascio di His è dovuta all’apertura di canali del Na+, mentre quella dei nodi
senoatriale e atrioventricolare è dovuta all’apertura di canali del Ca2+. La ripolarizzazione è
dovuta ad apertura di canali del K+.
Struttura
Questi canali hanno una struttura diversa dai recettori-canale. Nei canali voltaggiodipendenti la subunità principale (quella che forma il canale) è un tetramero, con ogni
monomero formato da 6 segmenti transmembrana. Nei canali del Ca2+ e del Na+, i quattro
monomeri sono legati covalentemente, così da formare un’unica catena polipeptidica. Nei
canali del K+ i quattro monomeri costituiscono 4 catene polipeptidiche separate. Nei canali
del K+ regolati da ATP, la subunità che forma il canale è sempre un tetramero, ma con 2
segmenti transmembrana per monomero, invece che 6.
Il canale epiteliale del sodio, presente nel rene al confine tra tubulo contorto distale e
collettore e nel colon distale, è formato da 3 tipi di subunità (α, β, γ) alquanto simili,
ciascuna composta da 2 segmenti transmembrana. È questo il canale su cui agisce
l’aldosterone, che ne incrementa sia la sintesi che l’attività.