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Il concetto di MOSAICO FLUIDO
• Fosfolipidi
• Colesterolo
• Glicolipidi
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DIFFUSIONE SEMPLICE
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Pressione osmotica
Il problema della pressione osmotica
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Diverse soluzioni al problema della pressione osmotica
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Il trasporto di membrana serve per:
1) Regolare il passaggio di molecole NON diffusibili
Il trasporto di membrana serve per:
2) Generare e mantenere GRADIENTI
Concentrazioni ioniche interne ed esterne di una tipica cellula di mammifero
Cationi
Intracellulare (mM)
Extracellulare (mM)
Na+
5-15
145
K+
140
5
Mg2+
0.5
1-2
Ca2+
10-4
1-2
H+
pH 7.2
pH 7.4
5-15
110
Anioni
Cl-
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Diversi tipi di TRASPORTO ed il concetto di GRADIENTE
Diversi tipi di TRASPORTO ed il concetto di GRADIENTE
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Trasporto passivo
Trasporto passivo
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Trasporto passivo mediato da CANALI IONICI
Trasporto passivo mediato da CANALI IONICI
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L’uomo riconosce e distingue ~10,000 odori diversi (!)
Nell’uomo: circa 650 GENI dei quali circa 340 codificano per recettori olfattivi,
ovvero proteine in grado di legare e riconoscere alcune molecole in modo
altamente specifico. (1200 e 920 nel topo, rispettivamente)
Ogni neurone olfattivo esprime UNO di questi recettori, e quindi “sente” un numero
limitato di molecole (odori). Ogni neurone olfattivo è altamente specializzato.
1. Nasal cavity
2. Olfactory epithelium
3. Olfactory bulb
4. Olfactory cortex
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Canali ionici regolati da ligando intracellulare
Cyclic nucleotide-gated ion channels
Epitelio olfattivo
depolarizzazione
Trasporto PASSIVO mediato da vettori
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Diversi tipi di TRASPORTO ed il concetto di GRADIENTE
Trasporto ATTIVO: due modalità
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Trasporto accoppiato
Trasporto attivo del glucosio
Simporto: il gradiente elettrochimico di Na+
fornisce l’energia per il trasporto del glucosio
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Trasporto attivo dei nucleosidi (simporto)
Alta affinità:
CNT (trasportatori concentrativi)
ENT (trasportatori equilibrativi)
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Trasporto attivo: il vettore Sodio-Potassio
La pompa Sodio-Potassio funziona come un Antiporto.
Regola l’osmolarità della cellula e contribuisce a generare un
potenziale elettrico attraverso la membrana
5 mM
145 mM
10 mM
140 mM
Trasporto attivo: il vettore Sodio-Potassio
La pompa Sodio-Potassio funziona come un Antiporto.
Regola l’osmolarità della cellula e contribuisce a generare un potenziale elettrico
attraverso la membrana
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La concentrazione intracellulare di Ca2+ viene mantenuta bassa
da apposite pompe per il Calcio
ATPasi di tipo “ABC”
ATP Binding Cassette
Questo tipo di ATPasi è formato da 4 domini
proteici: 2 transmembrana, capaci di
interagire con le molecole cargo, e 2 citosolici,
capaci di legare ed idrolizzare ATP in modo
da ricavarne energia utile a modificare la
conformazione del complesso.
È possibile trovare un elevato numero di
questo tipo di trasportatori nelle membrane
delle cellule costituenti l’ apparato gastroenterico e l’ epitelio polmonare.
Essi sono coinvolti nell’escrezione di farmaci
e sostanze idrofobiche (MDR) e in quella di
ioni cloruro (CFTR)
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Trasportatori ABC: la più grande famiglia di proteine
di trasporto di membrana
MDR (Multi Drug Resistance)
• I tumori si possono selezionare per la capacità
di resistere a farmaci chemioterapici di struttura
e attività diversa amplificando geni MDR (ma
anche altri meccanismi, e.g. CNT)
• Cellule in coltura resistenti ad un certo farmaco
(e.g. colchicina) possono sviluppare la
resistenza ad altri farmaci, anche non correlati
(e.g. adriamicina)
• Resistenza alla clorochina in P. falciparum
CFTR
Cystic Fibrosis Transmembrane conductance Regulator
Essendo il CFTR un trasportatore “ABC” è
formato da 2 domini transmembrana,
MSD1 ed MSD2, e 2 domini citoplasmatici
leganti ATP, NBD1 ed NBD2.
L’azione del CFTR è modulata dal
dominio regolatore R nella zona
citosolica della proteina.
L’aumento della concentrazione di cAMP
all’interno della cellula attiva la proteina
PKA che determina la fosforilazione del
dominio R.
Mutazioni a livello del gene che codifica per l’espressione del CFTR portano alla
produzione di una proteine alterata che, nella maggior parte dei casi, viene degradata
prima di essere intregrata nella membrana citoplasmatica. In altri casi invece viene
prodotta una proteina che ha un’attività molto minore rispetto a quella normale.
Queste anomalie del CTFR determinano l’aumento di concentrazione di ioni Clall’interno della cellula. Questo porta alla diminuzione dell’efflusso di acqua dalla cellula
con conseguente aumento della densità dei secreti cellulari.
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