Le pompe Ca2+-ATPasi PMCA e SERCA: struttura e funzionamento

In questi appunti parleremo di altre due pompe ioniche appartenenti alla famiglia delle P-ATPasi, coinvolte nel trasporto contro gradiente di concentrazione degli ioni calcio.

In particolare parleremo delle pompe PMCA e SERCA, che sono molto efficaci nel generare elevatissimi gradienti di Ca2+. Queste pompe sono coinvolte nei fenomeni di trasporto attivo primario e, per ogni molecola di ATP idrolizzata, catalizzano il trasferimento di 2 ioni calcio. Come tutte le P-ATPasi hanno una struttura formata da due sub-unità dette alfa e beta e durante il ciclo di trasporto passano attraverso due diversi stati conformazionali.



Funzione e concentrazione di Ca2+ nelle cellule

Prima di parlare delle due pompe ioniche sopra citate vediamo di capire brevemente il ruolo del calcio all’interno delle cellule e le concentrazioni intracellulari ed extracellulari.

  • Ca2+ intracellulare: 10-7 mol/l
  • Ca2+ extracellulare 10-3 mol/l

La concentrazione di calcio è molto maggiore nell’ambienta extracellulare perché Ca2+ è un potente secondo messaggero. In sostanza l’aumento della concentrazione del calcio all’interno delle cellule innesca una serie di risposte attraverso meccanismi di trasduzione del segnale e, se il calcio non fosse mantenuto a basse concentrazione, salterebbe la regolazione dei processi processi cellulari.

L’afflusso di calcio, per esempio, è importante per la contrazione muscolare, per l’attività del cuore, per la secrezione di ormoni come l’insulina ecc.

Per via della sua bassa concentrazione intracellulare, mantenuta grazie all’attività delle Ca2+ATPasi (ma non solo), anche piccole variazioni della concentrazione citosolica rappresentano dei potenti segnali per la cellula.



Funzionamento delle pompe PMCA e SERCA

Le calcio-ATPasi, in base alla loro localizzazione, si dividono in due classi:

  • PMCA (plasma membrane calcium ATPase): si trova a livello della membrana plasmatica ed espelle all’esterno della cellula due ioni calcio. Il suo funzionamento è fondamentale per mantenere bassa la concentrazione di Ca2+ nella cellula.
  • SERCA (sarco/endoplasmic reticulum calcium ATPase): si trova a livello del reticolo endoplasmatico ed è fondamentale per sequestrare gli ioni calcio all’interno dell’organello. Anche questa pompa per ogni molecola di ATP idrolizzata trasferisce 2 Ca2+.

Come tutte le P-ATPasi anche queste due pompe si possono trovare nelle due conformazioni E1 ed E2. Nello stato E1 la pompa ha elevata affinità per gli ioni calcio presenti nel citosol. Quando avviene l’idrolisi dell’ATP il carrier passa nella conformazione E2 e a questo punto diminuisce l’affinità del calcio che viene rilasciato (nel RE o nell’ambiente extracellulare).

Libri di testo per lo studio della fisiologia

Vi consiglio due libri di testo, il primo usato per la preparazione dell’esame di fisiologia generale e il secondo usato per la preparazione dell’esame di fisiologia umana.
Il Silverthorn è un testo molto scorrevole e ricco di immagini e box, ottimo per avere un’infarinatura su tutti i concetti base della fisiologia. Il Berne&Levy, invece, è un testo più tecnico e più complesso, adatto per studenti di corsi di laurea magistrali.

Se hai trovato utili questi appunti acquista il libro da questi link per sostenere il progetto.


Autore dell'articolo: Admin

In questo sito voglio mettere a disposizione, gratuitamente, tutti gli appunti che mi hanno aiutato a sostenere tutti gli esami della triennale. Potete acquistare, direttamente dal sito, i libri di testo e non solo. Una cortesia: disattivate AdBlock, le pubblicità mi aiutano a finanziare questo progetto..a voi non costa nulla!

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *