Appunti VERIFICATO
Appunti di Fisiologia integrata
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Di cosa parla
- La membrana plasmatica è una barriera dinamica e semipermeabile che compartimenta gli ambienti intra ed extracellulare. Il suo modello è il mosaico fluido, composto da un bilayer lipidico con proteine e carboidrati immersi.
- Sono presenti microdomini lipidici:
- LIPID RAFTS: Strutture piatte ricche di glicosfingolipidi e colesterolo, che conferiscono rigidità e preservano l'architettura.
- Caveole: Invaginazioni contenenti caveolina e cavina, piattaforme per il signalling intracellulare, sensibili a stiramento meccanico (es. rilascio di NO tramite eNOS).
- Il trasporto attraverso la membrana può essere:
- Diffusione semplice: Passaggio libero di piccole molecole lipofile, gas e acqua (piccole quantità) secondo gradiente di concentrazione (legge di Fick: J = -AD * ΔC/Δx). Include l'Osmosi per il movimento dell'acqua, governata dalla pressione osmotica e dall'osmolarità.
- Trasporto mediato da proteine: Non richiede energia.
- Diffusione facilitata:
- Carrier: Formano legami chimici, soggetti a saturazione (cinetica enzimatica), con una velocità di trasporto più lenta. Esempio: diffusione facilitata del glucosio.
- Canali ionici: Pori idrofilici che permettono il passaggio rapido (10^7-10^8 ioni/s) secondo il gradiente elettrochimico. Importanti per potenziale di riposo, potenziale d'azione, regolazione volume cellulare.
- Trasporto attivo: Richiede energia (ATP) e avviene contro gradiente.
- Primario: Utilizza direttamente ATP (es. pompa Na+/K+, pompa Ca2+, pompa K+/H+). La pompa Na+/K+ è elettrogenica e fondamentale per il mantenimento dei gradienti ionici e del volume cellulare.
- Secondario: Sfrutta il gradiente creato da una pompa primaria (es. scambiatore Na+/Ca2+, cotrasportatore NKCC, simporto Na+/glucosio).
- Diffusione facilitata:
- Trasporto vescicolare: Endocitosi ed esocitosi, mediato da vescicole rivestite da clatrina o altre proteine.
- I canali ionici presentano due proprietà principali:
- Gating: Fluttuano tra stati aperto, inattivo e chiuso. Possono essere costitutivamente aperti o regolati (ROC, SAC, VOC).
- Permeabilità ionica: Altamente selettivi per specie ioniche, determinata da dimensioni del poro e carica dello ione (hydratation mimicry e filtro di selettività).
- Il meccanismo di permeazione è spesso knock-on, basato sulla repulsione di cariche.
- I canali voltaggio-dipendenti (VOC) si aprono solo al raggiungimento di un potenziale soglia. Sono composti da subunità con un sensore di voltaggio S4 (ricco di Arg+) che si sposta durante la depolarizzazione, aprendo il poro.
- Il gating prevede transizioni di apertura, inattivazione (fast o slow, essenziale per l'unidirezionalità dello stimolo e periodo refrattario) e chiusura.
- I canali Na+ (NaV) mostrano attivazione rapida e inattivazione fast. La relazione corrente-voltaggio rivela una corrente massima a circa -10mV, con una finestra di sovrapposizione tra attivazione e inattivazione (window current). Esiste anche una late current persistente.
- I canali Ca2+ (CaV) hanno un ruolo fondamentale nella trasduzione del segnale e nel rilassamento muscolare. Si distinguono in tipi L (lunga durata, alta soglia) e T (transienti, bassa soglia).
- Il potenziale di riposo è dovuto alla distribuzione asimmetrica delle cariche e ai gradienti elettrochimici. È calcolabile tramite l'equazione di Nernst per singoli ioni e l'equazione di Goldman per considerare il contributo di più ioni e permeabilità.