Cotransportator Na-K-Cl

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Fără surse!
Această intrare sau secțiune despre proteine nu menționează sursele necesare sau cei prezenți sunt insuficienți .
Puteți îmbunătăți această intrare adăugând citate din surse de încredere în conformitate cu liniile directoare privind utilizarea surselor . Urmați sfaturile de proiectare de referință .
Schiță de proteine
Această intrare pe tema proteinelor este doar o schiță .
Contribuiți la îmbunătățirea acestuia în conformitate cu convențiile Wikipedia . Urmați sfaturile de proiectare de referință .

Cotransportorul Na-K-Cl (NKCC) este o proteină cu canal membranar prezentă pe partea apicală a epiteliului buclei Henle , permite simportul activ al unui ion de potasiu , un ion de sodiu și doi ioni de clorură (Na + / K + / 2Cl - ) din lumenul segmentului din celula epitelială , acțiunea sa este esențială în reglarea echilibrelor ionice și în osmolaritatea urinei . [1] La om, există două izoforme ale acestei proteine ​​de transport de membrană, NKCC1 și NKCC2, codificate de două gene diferite (SLC12A2 și respectiv SLC12A1). Două izoforme ale genei NKCC1 / Slc12a2 rezultă din menținerea (izoforma 1) sau skip (izoforma 2) a exonului 21 din produsul genetic final. [2] Un al doilea tip al acestui cotransportator este prezent în dunga vasculară a cohleei , care este esențială pentru formarea unei diferențe de potențial între endolimfă și celulele senzoriale din Organul Corti . Furosemida este un inhibitor NKCC și, prin urmare, duce la pierderea crescută de lichide și săruri ( diureză ), plus dificultăți de auz în urechea internă.

NKCC1 este larg distribuit pe tot corpul uman; are funcții importante în organele care secretă fluide. Izoforma NKCC2 se găsește în mod specific în rinichi, unde este utilizată pentru a extrage sodiu, potasiu și clorură din urină, astfel încât acestea să poată fi reabsorbite în sânge.

Funcţie

Proteinele NKCC sunt proteine ​​de transport membranar care transportă ionii de sodiu (Na), potasiu (K) și clorură (Cl) peste membrana celulară. Deoarece deplasează fiecare soluție în aceeași direcție, proteinele NKCC sunt considerate simulatoare. Acestea mențin electroneutralitatea mișcând două substanțe dizolvate încărcate pozitiv (sodiu și potasiu) de-a lungul a două părți ale unui dizolvat încărcat negativ (clorură). Prin urmare, stoichiometria substanțelor dizolvate transportate este 1Na: 1K: 2Cl. Cu toate acestea, există o excepție notabilă în axonul calmar gigant, deoarece simportul din această celulă specială are o stoichiometrie de 2Na: 1K: 3Cl, deși electroneutralitatea este încă menținută. [3]

NKCC1

Glandele exocrine

NKCC1 este larg distribuit pe tot corpul, în special în glandele exocrine . [4] În celulele acestor organe, NKCC1 se găsește frecvent în membrana basolaterală, [5] partea membranei celulare cea mai apropiată de vasele de sânge. Porțiunea basolaterală a NKCC1 îi conferă capacitatea de a transporta sodiu, potasiu și clorură din sânge în celulă. Alți transportori permit mișcarea acestor substanțe dizolvate în afara celulei prin suprafața sa apicală. Rezultatul final este că substanțele dizolvate din sânge, în special clorura, sunt secretate în lumenul acestor glande exocrine, crescând concentrația luminală a substanțelor dizolvate și provocând secreția apei prin osmoză.

Auger

Pe lângă glandele exocrine, NKCC1 este necesar pentru a face endolimfa , prezentă în cohlee , un organ necesar auzului, bogat în potasiu. Inhibarea NKCC1, așa cum este cazul furosemidului sau a altor diuretice de buclă, poate provoca surditate . [5]

Creier

NKCC1 este, de asemenea, exprimat în multe regiuni ale creierului în timpul dezvoltării timpurii, dar nu și la vârsta adultă. [6] Această schimbare în prezența NKCC1 pare a fi responsabilă pentru modificarea răspunsurilor la neurotransmițătorii GABA și glicină de la excitator la inhibitor, ceea ce sa sugerat a fi important pentru dezvoltarea neuronală precoce. Atâta timp cât transportorii NKCC1 sunt preponderent activi, concentrațiile interne de clorură în neuroni sunt crescute față de concentrațiile mature de clorură, ceea ce este important pentru răspunsurile GABA și glicină, deoarece canalele anionice legate de ligand respective sunt permeabile clorurii. Cu concentrații mai mari de clorură internă, forța externă de acționare a acestui ion crește și astfel deschiderea canalului duce la ieșirea clorului din celulă, depolarizându-l astfel. Cu alte cuvinte, creșterea concentrației interne de clorură crește potențialul de inversiune al clorurii, dat de ecuația Nernst . Mai târziu în dezvoltare, expresia NKCC1 este redusă, în timp ce expresia unui transportor KCC2 K-Cl crește, aducând astfel concentrația clorurii interne în neuroni la valori normale la adulți. [7]

NKCC2

NKCC2 se găsește în mod specific în celulele segmentului gros ascendent al buclei Henle și macula densa din nefroni, unitățile funcționale de bază ale rinichiului. În aceste celule, NKCC2 este prezent în membrana apicală [8] pe partea lumenului nefronului, care este spațiul gol care conține urină. NKCC2 este util atât în ​​absorbția de sodiu, cât și în feedbackul tubuloglomerular .

Segmentul ascendent gros al buclei Henle începe în partea cea mai adâncă a medulei externe renale. Aici, urina are o concentrație relativ mare de sodiu. Pe măsură ce urina se deplasează către porțiunea exterioară a segmentului ascendent gros, NKCC2 este proteina principală de transport prin care sodiul este reabsorbit de urină. Această mișcare externă a sodiului și lipsa permeabilității la apă în tractul ascendent creează adesea urină mai diluată. [9] Conform stoichiometriei prezentate mai sus, fiecare Na + reabsorbit poartă un K + și doi Cl - . Sodiul continuă să fie reabsorbit în sânge, unde contribuie la menținerea tensiunii arteriale.

Furosemida și alte diuretice de buclă inhibă activitatea NKCC2, afectând astfel reabsorbția de sodiu în bucla ascendentă groasă a lui Henle.

Reabsorbția cu sodiu afectată crește diureza prin trei mecanisme:

  • Crește cantitatea de osmoliți activi în urină prin scăderea absorbției de sodiu
  • Eliminați gradientul papilar
  • Inhibă feedback-ul tubuloglomerular

Prin urmare, diureticele de ansă determină în cele din urmă o reducere a tensiunii arteriale.

Hormonul vasopresinic stimulează activitatea NKCC2. Vasopresina stimulează reabsorbția clorurii de sodiu în segmentul gros ascendent al nefronului prin activarea căilor de semnalizare. Vasopresina crește traficul de NKCC2 către membrană și fosforilează anumite site-uri de serină și treonină pe N-terminal citoplasmatic al NKCC2 situat în membrană, crescând activitatea acestuia. Activitatea crescută a NKCC2 ajută reabsorbția apei în conducta de colectare prin aquaporin 2 canale creând un filtrat hipo osmotic. [10] [11]

Genetica

NKCC1 și NKCC2 sunt respectiv codificate de gene pe brațele lungi ale cromozomilor 15 [12] și 5 [13] . O mutație a pierderii funcției NKCC2 produce sindromul Bartter , o tulburare autozomală recesivă caracterizată prin alcaloză metabolică hipokaliemică cu tensiune arterială normală sau scăzută. [13]

Cinetică

Transportul este de tip activ secundar și folosește sodiul ca ion motor , gradientul de sodiu este generat de pompa sodiu-potasiu poziționată pe membrana bazolaterală a celulei în sine. Gradientul electrochimic de sodiu este stabilit de Na-K ATPaza, care este o enzimă dependentă de ATP. Deoarece proteinele NKCC utilizează gradientul de sodiu, activitatea lor este dependentă indirect de ATP; din acest motiv, se spune că proteinele NKCC mișcă substanțe dizolvate prin transportul activ secundar. Există trei izoforme de NKCC2 create prin splicing alternativ (NKCC2 A, B și F).

Fiecare dintre aceste izoforme este exprimată în porțiuni diferite ale segmentului adesea ascendent și au afinități diferite pentru sodiu care se corelează cu localizarea acestuia. Izoforma F este predominantă în porțiunea cea mai adâncă a segmentului adesea ascendent, unde concentrația de sodiu este foarte mare. NKCC2F este izoforma cu cea mai mică afinitate pentru sodiu, care permite transportatorului să lucreze în acest mediu bogat în sodiu. În schimb, NKCC2B este exprimat în porțiunea cea mai superficială a segmentului ascendent gros și a maculei dense și are cea mai mare afinitate pentru sodiu. Acest lucru permite NKCC2B să funcționeze în acest mediu cu conținut scăzut de sodiu fără să se satureze. Izoforma NKCC2A prezintă o distribuție intermediară și o afinitate pentru sodiu. [14]

În acest fel, NKCC2 este capabil să funcționeze corect în întreaga gamă de concentrații de sodiu găsite de-a lungul segmentului ascendent gros.

Notă

  1. ^ M. Haas, The Na-K-Cl cotransporters , în American Journal of Physiology-Cell Physiology , vol. 267, nr. 4, 1 octombrie 1994, pp. C869 - C885, DOI :10.1152 / ajpcell.1994.267.4.C869 . Adus la 18 decembrie 2019 .
  2. ^ (EN) Steven C. Hebert, David B. Mount și Gerardo Gamba, Molecular physiology of cation-coupled Cl cotransport: the family SLC12 in Pflügers Archiv, vol. 447, nr. 5, 1 februarie 2004, pp. 580–593, DOI : 10.1007 / s00424-003-1066-3 . Adus la 18 decembrie 2019 .
  3. ^ John M. Russell, Cotransport de sodiu-potasiu-clorură , în Physiological Reviews , vol. 80, n. 1, 1 ianuarie 2000, pp. 211-276, DOI : 10.1152 / physrev.2000.80.1.211 . Adus la 18 decembrie 2019 .
  4. ^ Mark Haas și Bliss Forbush III, The Na-K-Cl Cotransporter of Secretory Epithelia , în Revista anuală de fiziologie , vol. 62, nr. 1, 1 martie 2000, pp. 515-534, DOI : 10.1146 / annurev.physiol.62.1.515 . Adus la 18 decembrie 2019 .
  5. ^ a b ( EN ) Eric Delpire, Jianming Lu și Roger England, Surditate și dezechilibru asociate cu inactivarea co-transportorului secretor Na-K-2Cl , în Nature Genetics , vol. 22, n. 2, 1999-06, pp. 192–195, DOI : 10.1038 / 9713 . Adus la 18 decembrie 2019 .
  6. ^ (EN) Volodymyr I. Dzhala, Delia M. Talos și Dan A. Sdrulla, transportor NKCC1 Facilitează convulsiile în creierul în curs de dezvoltare , în Nature Medicine, vol. 11, n. 11, 2005-11, pp. 1205–1213, DOI : 10.1038 / nm1301 . Adus la 18 decembrie 2019 .
  7. ^ Yehezkel Ben-Ari, Jean-Luc Gaiarsa și Roman Tyzio, GABA: Un transmițător pionier care excită neuronii imaturi și generează oscilații primitive , în Physiological Reviews , vol. 87, nr. 4, 1 octombrie 2007, pp. 1215–1284, DOI : 10.1152 / physrev.00017.2006 . Adus la 18 decembrie 2019 .
  8. ^ C. Lytle, JC Xu și D. Biemesderfer, Distribuția și diversitatea proteinelor cotransport Na-K-Cl: un studiu cu anticorpi monoclonali , în American Journal of Physiology-Cell Physiology , vol. 269, nr. 6, 1 decembrie 1995, pp. C1496 - C1505, DOI : 10.1152 / ajpcell.1995.269.6.C1496 . Adus la 18 decembrie 2019 .
  9. ^ Gerardo Gamba și Peter A. Friedman, Thick ascending limb: the Na +: K +: 2Cl– co-transporter, NKCC2, and the calcium-sensing receptor, CaSR , in Pflugers Archiv: European journal of physiology , vol. 458, nr. 1, 2009-5, pp. 61–76, DOI : 10.1007 / s00424-008-0607-1 . Adus la 18 decembrie 2019 .
  10. ^ Timo Rieg, Tong Tang și Shinichi Uchida, Adenylyl Cyclase 6 îmbunătățește expresia NKCC2 și mediază fosforilarea indusă de vasopresină a NKCC2 și NCC , în The American Journal of Pathology , vol. 182, nr. 1, 2013-1, pp. 96–106, DOI : 10.1016 / j.ajpath.2012.09.014 . Adus la 18 decembrie 2019 .
  11. ^ Gustavo R. Ares, Paulo S. Caceres și Pablo A. Ortiz, Reglarea moleculară a NKCC2 în membrul ascendent gros , în American Journal of Physiology - Renal Physiology , vol. 301, n. 6, 2011-12, pp. F1143 - F1159, DOI : 10.1152 / ajprenal.00396.2011 . Adus la 18 decembrie 2019 .
  12. ^ (EN) John A. Payne, Jian-Chao Xu și Melanie Haas, Structura primară, expresia funcțională și localizarea cromozomială a cotransportatorului Na-K-Cl sensibil la Bumetanide în colonul uman , în Journal of Biological Chemistry, vol. 270, nr. 30, 28 iulie 1995, pp. 17977-17985, DOI : 10.1074 / jbc.270.30.17977 . Adus la 18 decembrie 2019 .
  13. ^ a b ( EN ) David B. Simon, Fiona E. Karet și Jahed M. Hamdan, sindromul Bartter, alcaloză hipokaliemică cu hipercalciurie, este cauzată de mutații ale cotransportatorului Na-K-2CI NKCC2 , în Nature Genetics , vol. 13, n. 2, 1996-06, pp. 183–188, DOI : 10.1038 / ng0696-183 . Adus la 18 decembrie 2019 .
  14. ^ (EN) Consuelo Plata, Patricia Meade și Norma Vázquez, Proprietăți funcționale ale izoformelor de cotransportor apical Na + -K + -2Cl- , în Journal of Biological Chemistry, vol. 277, nr. 13, 29 martie 2002, pp. 11004-11012, DOI : 10.1074 / jbc.M110442200 . Adus la 18 decembrie 2019 .

Elemente conexe

Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Cotrasportatore_Na-K-Cl&oldid=112215919 ”