© 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.