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(1) FONDAMENTI BIOFISICA E MECCANISMI DI TRASPORTO, image, composizione…

- - - - diffusione semplice andamento lineare dipendente dalla permeablità di membrana, mentre diffusione facilitata è iperbole equilatera, quindi può raggiungere un massimo di flusso = plateau, cioè trasportatori saturi
        
        flusso massimo dipende:
        
        conc. esterna glucosio
        
        numero trasportatori
        
        affinità trasportatore-substrato
- - - - pompe P
        
        direttamente dipendenti da ATP
        
        durante ciclo di pompaggio legano temporaneamente gruppo fosforico sottratto ad ATP
        
        unico polipeptide svolge tutte funzioni della pompa, anche idrolisi di ATP
        
        10 alfaeliche M transmembrana e 3 domini citoplasmatici:
        
        primo accoppia energia idrolisi ATP con trasporto attivo
        
        secondo idrolizza ATP e ne lega il gruppo P
        
        terzo lega calmodulina con Ca++ che stimola attività pompa
        
        attività della pompa aumenta sino a saturazione di ATP (conc. fisiologica 1-5 mM)
        
        SERCA: presente sul RE per sequestrare Ca dalle cisterne , unica unità alfa
        
        SODIO/POTASSSIO:
        
        tetrametri di cui ciascuna subunità composta da 10 segmenti M transmembrana: M1-M10. esistono varie isoforme delle subunità:
        
        alfa 1 ubiquitaria
        
        alfa 2 muscolo e cervello
        
        alfa 3 in neuroni e cellule cardiache
        
        alfa 4 nei testicoli
        
        beta 1 ubiquitaria
        
        beta 2 neuroni
        
        beta 3 sviluppo CNS
        
        ad ogni ciclo 3 Na+ escono ew 2K+ entrano con consumo ATP
      - pompe V
        
        direttamente dipendenti dall'ATP
        
        nome per le membrane delle vescicole come quelle di lisosomi, Golgi, vacuoli, endosomi, vescicole secretorie
        
        pompe F
        
        F=fattore mitocondriale
        
        motori di pH che sintetizzano ATP con gradiente H+
      - ouabaina
        
        glucoside cardiaco, per patologie cardiache e veleno di freccie
        
        si ricava da piante africane
        
        si lega e inibisce pokmpa Na+/K+Atpasi di membrana , agente isotropo per inibizione di pompa sodio e secondo effetto di trasporto ioni di Ca
        
        a basse concentrazioni effetto stimolatori, oltre ad avere effetto contraccettivo perché spertozoi meno mobili
        
        ratto mastica radice e con ghiandole sui fianchi e peli per difesa
      - ciclo trasporto Post-Albers
        
        funzionamento pompa sodio potassio con le due conformazioni
- - - - tipo V: diffuse in cellule animali, per trasporto di H con vescicole (quindi. nei lisosomi, endosomi, Golgi, ...) creando pH acido nell'organulo
        
        tipo F: sintetizzano ATP e sono usano un fattore di accoppiamento
        
        tipo P: non comuni in cellule di mammiferi e usano estrusione di H con intermedi fosforilati
- - - - principali meccanismi di controllo implicano canali ionici
        
        RVD:
        
        uscita di K e Cl (i > ioni intracellulari), nei mammiferi si ha iniziale uscita di K e Cl:
        
        attivazione di canali per K (meccanismo poco chiaro)
        
        VRAC 8volume regulated CT channels) producono depolarizzazione o iperpolarizzaione a seconda di Ecl e Vrest
        
        KCC: uscita K Cl sostenuta per lunghi tempi con attivazione di cotrasporti per fosforilazione dopo rigonfiamento
        
        uscita osmoliti organici con attivazione di canali carriera seguiti da H2O concomitante con HCO3 (perchè non oltrepassare limiti di estrusione di ioni)
        
        quando torna a conc. fisiologiche è dispendioso ripristinare le concentrazione degli ioni
        
        molte pp enzimatiche dipendono per funzione dalla forza ionica
      - RVI:
        
        entrata di Na e Cl accompagnata da soluti organici
        
        mediato da attivazione di canali permeabili a cationi
        
        attivazione canali Cl che entra come controione di Na
        
        attivazione trasporti NKCC che cotrasportano Na, K, 2Cl in entrata
        
        attivazione scambiatore Na/H e bicarbonato/Cl, cioè entrano NaCl ed escono HCO3 ed H che si fondono in H2O e CO2 , con H2O che diluisce l'ambiente extracellulare mentre CO2 permeabile alla membrana
        => aumento osmolarità intracellulare
        
        successivo ingresso di osmoliti organici, poiché non si può mantenere forza ionica troppo a lungo e sistabilizzano le pp
        
        successiva entrata di osmoliti organici, poiché non si può mantenere alta forza ionica a lungo:
        
        effetto su conformazione pp
        
        stabilizzano le pp
        
        assorbimento zuccheri o aa o degradazione di macromolecole
        
        ≠ KCC e NKCC:
        famiglie per regolazione volume e concentrazione di Cl e in neuroni durante lo sviluppo
- - - - supponendo di calcolare Ek=100 mV per 1 cm cubo di membrana allora traslano 10^-12 col di K+ per cm cubo
        => il # di ioni che si spostano per caricare la membrana piccolo rispetto # ioni contenuti, e lo spostamento di ioni non cambiano le concentrazioni ioniche quindi considero la concentrazione costante
      - ipotesi di Beinstein
        membrana molto permeabile a ioni K e Cl più sensibile a K che Na, inoltre Vm vicino a potenziale d'equilibrio del potassio
  - - - Vr non è uguale ad Ek perchè vi sono canali di Na aperti anche se G con pendenza minore
        
        tanto Vm è negativo tanto > è il contributo della corrente di sodio
        => Vr è punto in cui corrente di K che esce bilanciata da corrente Na che entra, quindi essendo corrente K molto alta devo andare molto in negativo per bilanciarla con Na
      - considero a t=0 cellula con canali tutti chiusi Vm=0
        
        t=1 cansi K aperti quindi arrivo a Vm=Ek ~ 90 mV
        
        t=2 anche alcuni canali Na sono aperti perchè Ena ~ 60 mVe perchè cellula ha carica negativa all'interno (forza elettrica e di concentrazione favorevoli)
        => quando i flussi si equivalgono si raggiunge lo stato stazionario:
        
        Vm depolarizzata fino a raggiungere stato stazionario, che viene mantenuto spendendo energia
        
        Vm sarà ± negativo a seconda del contributo delle due correnti di K o Na (normalmente prevale K)
        
        stato stazionario mantenuto da pompa Na/K stechiometria 3:2 con Na entrante e K uscente
        
        rapporto fra Na e K ≠ perchè cellula usa Na per meccanismo di trasporto secondario e non influenza elettricamente perchè quando entra esce un H+(quindi accoppiata la pompa a deflusso di Na)
    - - pompa Na/K
        
        influisce indirettamente su Vr perchè mantiene le concentrazioni fisiologiche degli ioni
        
        però pompa elettronica, quindi corrente di carica che da contributo diretto a Vr (dipende dal tipo di cellula per # di pompe)
        
        CONTRIBUTO POMPA Na/K
        
        Ii corrente > 0 passiva per ione i attraverso canali ionici
        
        Iip corrente di pompa per ione attraverso pompa attiva
        
        r rapporto fra Na e K pompati (≠ Vr)
        => allo stato stazionario Ii+Iip=0
        => Vr= (rGkEk + GnaEna)/(rGk + Gna)
        contributo della pompa di alcuni mV (senza Vr~ -85,6 mV, con Vr~ -89,4 mV) ~ 4 mV, ma in altri tipi cellulari sino al 15% di contributo per ≠ fattori
        
        cintributo attivo è ridotto, che serve è mantenere i gradienti protonici di Na e K e la loro G relativa, ma posso calcolarne il contributo diretto con bloccante della pompa
    - - equazione Goldman, Hodgkin, Kartzt GHK
        
        relazione per potenziale di membrana secondo la permeabilità
        
        Vr= RT/F • ln (Pk[K]o + Pna[Na]o + ...)/(Pk[K]i + Pna[Na]i + ...)
        
        applicabile partendo da valori teorici prestabiliti da cui ricavo la forma delle correnti (non sempre realistico, ma accettabile a potenziale di riposo)