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Pompa protonica, una proteina molto utile a muovere le altre

La pompa protonica è una proteina integrale di membrana in grado di far muovere le proteine dentro la membrana di una cellula, oppure di un mitocondrio e in tutti i compartimenti sub-cellulari.

Pompa protonica

La pompa protonica durante la respirazione delle cellule preleva i protoni direttamente dalla matrice ovvero lo spazio che è presente tra le due membrane all’interno dell’organello per poi rilasciarli fra le membrane. Una volta confinati i protoni, questi creano una differenza o gradiente sia della carica elettrica che del pH, trascurando in questa maniera l’effetto del buffer capacitivo e stabilendo a loro volta un potenziale elettrochimico che va ad agire come fosse una batteria elettrica vera e propria, oppure come riserva di energia accumulata all’interno della cellula.

Pompa protonica

La membrana posta all’interno ha la funzione di diga, che impedisce ai protoni di essere risucchiati dalla matrice stessa. In questo caso l’azione di pompaggio deve essere maggiore della forza del gradiente di potenziale che cerca di opporsi ad essa, e deve svolgere un lavoro che richiede il consumo di energia in un modo molto analogo a quello che si adopera quando si sta salendo un pendio con la bicicletta, oppure alla carica di una batteria elettrica dove in entrambe i casi si accumula energia potenziale. È importante sapere che la pompa protonica non crea energia dal nulla, ma che si appropria per un certo periodo del gradiente di potenziale per accumulare l’energia che le occorre.

Pompa protonica

L’ubichinone ovvero un enzima che partecipa al meccanismo di trasporto, si muove lungo tutta la matrice come fosse una imbarcazione da carico che sale e poi scende la corrente di un fiume, mentre altri come l’NADH reduttasi, si comporta come fosse un traghetto che va ad attraversare la matrice. Tutti gli enzimi in grado di attraversare la matrice svolgono un ruolo complementare durante l’azione di pompaggio, perché vanno a nutrire la membrana interna di protoni.

Pompa protonica: eucarioti

Durante le reazioni elettrochimiche di riduzione che sono provocate dal trasporto degli elettroni, oppure mediante la fotosintesi, nei mitocondri avviene lo spostamento dei protoni. Nello spostamento ad esempio dei protoni da Citocromo-c ossidasi, avviene un potenziamento causato dai prodotti della riduzione del Citocroma c, mentre nell’ATP della membrana plasmatica, ed in quella delle altre membrane cellulari, è lo stesso ATP a generare il trasporto. L’ATP dei mitocondri è in grado di muovere i protoni dalla zona ad alta concentrazione verso quelle a bassa concentrazione attraverso la membrana e da tali movimenti acquisisce il flusso di energia necessaria che serve alla sintesi dell’ATP.

Pompa protonica

Per fare in modo che i protoni passino, si apre un canale ionico temporaneo situato all’interno della membrana stessa. L’ATPasi ovvero Idrogeno e Potassio è la pompa proteica presente nel nostro stomaco, ovvero la responsabile dell’acidificazione del contenuto presente in tale organo. I batteri e gli organelli che sono i responsabili della produzione di ATP come i mitocondri ad esempio, i processi di riduzione provocati durante il trasferimento di elettroni o mediante la fotosintesi alimentano e rafforzano il trasferimento protonico. Il CF1 ATP ligasi presente nei cloroplasti che si trovano nelle piante corrisponde a FoF1 ATP sintasi dell’uomo e la batteriorodospina non è altro che un pigmento fotosintetico che viene utilizzato dagli archaea in particolar modo dagli halobacteria.

Pompa protonica

Pompa protonica: inibitori

Gli inibitori della pompa protonica conosciuti anche con il termine improprio Prazoli, sono delle molecole che svolgono come azione principale la riduzione di lunga durata che varia dalle 18 alle 24 ore, dell’acidità da parte dei succhi gastrici che si trovano nello stomaco. Gli IPP sono i successori degli antistaminici H2 come ad esempio la Raniditina e sono molto diffusi grazie alla loro efficacia. Tali medicinali vengono impiegati per il trattamento di diverse patologie o sindromi come ad esempio la Dispepsia e l’Ulcera Gastro-Duodenale. Oltre a queste patologie, i medicinali inibitori della pompa protonica, vengono impiegati anche in associazione con altri antibiotici per il trattamento della gastrite causata da Helicobacter Pylori. La somministrazione di antibiotici è poco efficace in soluzioni acide, per questo l’impiego di IPP risulta essere molto indispensabile.