3.13 : Trasporto Attivo

Il trasporto attivo è un processo biologico fondamentale, che consente alle cellule di spostare i soluti contro un gradiente elettrochimico. Questo processo richiede un apporto energetico diretto ed è caratterizzato dalla sua selettività, saturabilità e suscettibilità all'inibizione competitiva.

I trasportatori attivi primari, come Na^+, K^+ e -ATPasi, utilizzano direttamente l'ATP per spostare gli ioni attraverso la membrana. Questi trasportatori svolgono ruoli significativi in ​​vari processi fisiologici. Ad esempio, Na^+, K^+ e -ATPasi mantengono l'omeostasi degli ioni cellulari e sono presi di mira dalla digossina per il trattamento dell'insufficienza cardiaca. La digossina inibisce la pompa Na^+/K^+ -ATPasi nelle cellule cardiache, portando ad un aumento del sodio intracellulare. Questo, a sua volta, aumenta la disponibilità di calcio nel muscolo cardiaco e migliora la contrattilità, che aiuta a gestire l'insufficienza cardiaca. Un altro gruppo di trasportatori attivi primari, la famiglia ABC, idrolizza l'ATP per esportare substrati, come ormoni e farmaci, attraverso le membrane. La P-glicoproteina (P-gp), un membro della famiglia ABC, limita l'assorbimento dei farmaci somministrati per via orale esportandoli nel lume del tratto gastrointestinale.

I trasportatori attivi secondari, parte della superfamiglia SLC, utilizzano l'energia elettrochimica immagazzinata (solitamente un gradiente di Na^+) stabilita da un trasportatore attivo primario (come la pompa Na^+/K^+) per traslocare i soluti attraverso le membrane. La proteina di scambio Na^+-Ca^2+ (SLC8), un antiporto, utilizza il flusso in entrata di Na^+ per guidare un flusso in uscita di Ca^2+, mantenendo bassi i livelli basali di Ca^2+ citosolico. Altri cotrasportatori SLC sono simportatori, in cui lo ione della forza motrice e il soluto si muovono nella stessa direzione. Ad esempio, il trasportatore CNT1, guidato dal gradiente di Na^+, sposta i nucleosidi pirimidinici e specifici agenti chemioterapici nelle cellule. I simportatori DAT, NET e SERT armonizzano anche il movimento di Na^+ e neurotrasmettitori come dopamina, noradrenalina e serotonina nella stessa direzione. Questi trasportatori hanno rilevanza clinica come obiettivi per agenti attivi sul SNC nella terapia della depressione.

In sintesi, attraverso meccanismi primari e secondari, il trasporto attivo svolge un ruolo fondamentale nel mantenimento della funzione cellulare, nel trasporto dei farmaci e nelle applicazioni terapeutiche.