a2 fisiologia della cellula trasporti di membrana
annuncio pubblicitario
struttura e composizione della membrana cellulare Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 1 funzioni: separazione, regolazione, comunicazione, stabilizzazione modello a mosaico liquido Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 2 lipidi di membrana Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 3 Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 4 Glicoproteine Glicolipidi Glicocalice • Protezione • Interazioni da contatto Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 5 proteine di membrana Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 6 Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 7 recettori di membrana Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 8 Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 9 Scoperte nel 1992 dal premio Nobel Peter Agre, tali proteine, largamente distribuite in tutti i regni viventi, compreso quello batterico, prendono il nome di acquaporine (ad oggi 13 forme diverse) La struttura molecolare delle acquaporine è rappresentata dal classico “modello a clessidra” Le acquaporine sono costituite da 6 domini transmembrana; i segmenti transmembrana sono uniti da 5 anse di connessione, con le terminazioni NH2e COOH-terminali citoplasmatiche Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 10 canali ionici Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 11 Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 12 Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 13 Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 14 flusso di corrente di un canale ionico K+-selettivo (oscilla spontaneamente da aperto a chiuso) Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 15 proteine carrier/trasportatori Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 16 Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 17 trasportatori ATP-dipendenti/pompe ioniche Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 18 Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 19 Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 20 movimenti attraverso la membrana Il trasporto vescicolare è costituito da: endocitosi esocitosi transcitosi l’endocitosi può essere: pinocitosi fagocitosi endocitosi mediata da recettori Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 21 diffusione legge di Fick: Velocità di diffusione: area della superficie di scambio x gradiente resistenza della membrana x spessore J = D*A*(CI-CII)/x J: flusso o velocità di diffusione CI e CII: concentrazione in due compartimenti A: area della sezione di scambio x: distanza D: coefficiente di diffusione D tiene conto dell’energia termica della molecola, della sua dimensione, della viscosità del mezzo nella quale diffonde per molecole sferiche D è determinato dall’equazione di Stokes-Einstein: D = -κT/6πrη κ: costante di Boltzmann T: temperatura in gradi Kelvin r: raggio della molecola η: viscosità del mezzo le molecole piccole diffondono più rapidamente Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 22 attraverso una membrana J = P*(CI-CII) P = D*A*K/x K: coefficiente di partizione della sostanza tra la fase acquosa e la fase lipidica della membrana P viene espresso come velocità, ad es. cm/s C viene espresso come mol/cm3 quindi il flusso viene rappresentato in mol/cm3/s il plasmalemma è una membrana semi-impermeabile imperfetta: consente il passaggio non solo dell’H2O, ma anche di molte altre sostanze, che possono attraversarla con vari meccanismi Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 23 osmosi pressione idrostatica legge di van’t Hoff: pressione osmotica (atmosfere o bar) π = nCRT n: numero di particelle dissociabili per molecola C: concentrazione totale del soluto R: costante dei gas T: temperatura in Kelvin Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 24 pressione osmotica di una molecola che non si dissocia in acqua (ad es. glucosio), concentrazione 1 mmol/L, 37°C: n: 1 C: 0,001 mol/L R: 0,082 atm L/mol K T: 310 K π = 1*0.001 mol/L*0.082 atm L/mol K*310 K = 0.0254 atm o 19.3 mmHg pressione osmotica di NaCl (si approssima una dissociazione in due molecole), concentrazione 150 mmol/L, 37°C: n: 2 C: 0,15 mol/L R: 0,082 atm L/mol K T: 310 K π = 2*0.15 mol/L*0.082 atm L/mol K*310 K = 7.626 atm Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 25 osmolarità e tonicità la pressione osmotica si può esprimere anche in termini di osmolarità una soluzione contenente 1 mmol/L di soluto esercita una pressione di 1 mOsm/L osmolarità = concentrazione*numero di particelle dissociabili mOsm = mmol/L*numero di particelle/mol osmolarità: pressione osmotica esercitata dalle molecole di soluto disciolte in 1 L di solvente osmolalità: numero di molecole disciolte in 1 Kg di solvente (la massa è indipendente dalla T); espressa nei sistemi biologici in mOsm/Kg H20 Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 26 Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 27 Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 28 pressione oncotica pressione osmotica generata dalle macromolecole in soluzione (soprattutto proteine) relazione anomala dovuta probabilmente alla forma e alle dimensioni delle proteine Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 29 equilibri ionici Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 30 trasporto passivo Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 31 diffusione semplice coefficiente di partizione K = concentrazione del soluto nei lipidi/ concentrazione del soluto nell’acqua Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 32 cinetica di non saturazione Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 33 diffusione attraverso canali ionici di membrana Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 34 Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 35 classificati per: selettività “gate” di attivazione: canali voltaggio-dipendenti (VOC) canali meccano-dipendenti (MOC) canali attivati da ligandi (ROC) canali attivati da secondi messaggeri (SMOC) cinetiche di attivazione modulazione farmacologica Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 36 diffusione facilitata da proteine trasportatrici ha carattere esclusivo di uniporto Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 37 Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 38 proprietà: specificità, competizione, saturazione Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 39 trasporto attivo Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 40 trasporto attivo primario Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 41 Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 42 Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 43 Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 44 trasporto attivo secondario Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 45 Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 46 Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 47 la digitossina per la cura dell’insufficienza cardiaca Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 48 trasporto trans-epiteliale collegamenti meccanici: giunzioni aderenti desmosomi emodesmosomi collegamenti funzionali: giunzioni comunicanti (gap junctions) giunzioni occludenti o strette (tight junctions) Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 49 Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 50 Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 51 epitelio che assorbe NaCl epitelio che secerne NaCl Prof. Davide Cervia - Fisiologia – Fisiologia della cellula: trasporti di membrana 52
