Regolazione del volume cellulare: RVD e RVI

La tonicità è il comportamento di una soluzione attraverso membrane reali come la membrana plasmatica delle cellule. Una soluzione, rispetto ad una cellula o ad un tessuto, può essere isotonica, ipotonica e ipertonica.

Quando la cellula è esposta ad uno stress ipotonico o ad uno stress ipertonico subisce una variazione di volume in seguito al movimento osmotico di acqua attraverso la membrana plasmatica.



Se è sottoposta ad uno stress ipotonico si verificherà un aumento del volume cellulare dovuto all’ingresso di acqua nella cellula, se invece è sottoposta ad uno stress ipertonico si verificherà una diminuzione del volume cellulare dovuto alla fuoriuscita di acqua dalla cellula.

Il volume cellulare, però, deve rimanere costante in qualsiasi situazione ed è per questo che la cellula possiede dei meccanismi di regolazione molto fini.

Regolazione del volume cellulare

In casi di stress ipertonico o ipotonico la cellula attiva attiva meccanismi di trasporto transmembrana che consentono specifici movimenti di acqua e soluti, permettendo di regolare il volume cellulare.

Tali meccanismi di trasporto sono rappresentati da antiporti, scambiatori, cotrasportatori, canali per K+, Na+, H+, Cl-, HCO3-.

RVD: Regulatory Volume Decrease

Se la cellula è sottoposta ad uno stress ipotonico il suo volume cellulare aumenta perché l’acqua tende a muoversi, osmoticamente, dalla soluzione all’interno della cellula. In questa situazione la cellula, per tornare al volume iniziale, deve perdere soluti per perdere successivamente acqua.



I meccanismi di trasporto che si attivano durante l’RVD sono rappresentati dal cotrasporto K+/Cl- e da canali per il K+ e il Cl-, che permettono la fuoriuscita di ioni all’esterno della cellula.
Tali meccanismi di trasporto sono attivati dall’incremento di volume indotto dallo stress ipotonico. Questo significa che questi canali sono dei canali che si aprono in risposta a stimoli meccanici (leggi i nostri appunti sul gating dei canali ionici).

In pratica nell’RVD la cellula perde soluti per diventare ipotonica rispetto all’ambiente circostante. In questa situazione l’acqua che si era accumulata in cellula fuoriesce osmoticamente e si ritorna al volume cellulare normale.

RVI: Regulatory Volume Increase

Se la cellula è sottoposta ad uno stress ipertonico il suo volume cellulare diminuisce perché l’acqua tende a muoversi, osmoticamente, dalla cellula alla soluzione circostante. In questa situazione la cellula, per tornare al volume iniziale, deve acquistare soluti per acquistare successivamente acqua.

I meccanismi di trasporto che si attivano durante l’RVI sono rappresentati dal cotrasporto Na+/K+/2Cl-, dall’antiporto HCO3-/Cl e dall’antiporto Na+/H+: tutti questi si occupano di trasportare ioni dall’esterno all’interno della cellula. Tali meccanismi di trasporto sono attivati dalla diminuzione di volume indotto dallo stress ipotonico.



In pratica nell’RVI la cellula acquista soluti per diventare ipertonica rispetto all’ambiente circostante. In questa situazione l’acqua che era fuoriuscita dalla cellula rientra osmoticamente e si ritorna al volume cellulare normale.

Schema RVD e RVI

Differenze tra trasportatori in RVD e RVI

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