ATPasi
Trasportatori enzimatici capaci di lavorare contro gradiente consumando ATP. Sono trasportatori attivi di I grado. Si distinguono quattro classi.
P-ATPasi
Generano sempre un intermedio fosforilato come parte del loro ciclo di attivazione (da cui il nome). Sono dimeri o tetrameri con una subunità α specifica e una subunità β che funge da shuttle, accompagnando la α alla corretta localizzazione in membrana. Appartengono a questa famiglia la Pompa Sodio-Potassio ATPasi, la pompa protonica gastrica (→ Secrezione Acida Gastrica e Pompa Protonica) e le calcio ATPasi, sia del reticolo endoplasmatico sia della membrana plasmatica, che mantengono bassa la concentrazione intracellulare di calcio.
È la famiglia più sfruttata dalla farmacologia, e i due esempi sono agli estremi opposti dell’organismo: la digossina inibisce la Na⁺/K⁺-ATPasi cardiaca, l’omeprazolo la H⁺/K⁺-ATPasi gastrica.
V-ATPasi
Localizzate a livello di vacuoli e organelli (da cui il nome): endosomi e lisosomi, dove acidificano l’ambiente interno. Sono presenti anche sulla membrana plasmatica di cellule del tubulo convoluto distale (acidificano le urine) e degli osteoclasti, grandi acidificatori, perché la rimozione del tessuto osseo richiede un ambiente acido che stacchi il calcio. Attualmente esistono pochi farmaci che agiscono su queste pompe.
L’esempio più vicino è indiretto ma istruttivo: i bifosfonati non bloccano la V-ATPasi, ma colpiscono l’osteoclasto che la usa — si legano all’idrossiapatite, vengono internalizzati durante il riassorbimento e ne inducono l’apoptosi. È un modo alternativo di spegnere una pompa: togliere di mezzo la cellula che la esprime. Un secondo caso è nel terminale sinaptico, dove è una V-ATPasi a caricare le vescicole (→ Trasportatori per il Re-uptake dei Neurotrasmettitori).
F-ATPasi
Localizzate a livello dei mitocondri, responsabili del gradiente protonico necessario a sintetizzare ATP. Vale il principio reversibile delle pompe: se si fornisce energia, la pompa genera un gradiente; se si fornisce un gradiente, la pompa genera energia. La pompa protonica mitocondriale usa il gradiente di protoni per produrre ATP.
«Monomer yeast ATP synthase (F1Fo) reconstituted in nanodisc» — struttura dell’ATP-sintasi (F-ATPasi), PDB 6CP6 (RCSB PDB).
ABC transporters (ATP-Binding Cassette)
Denominate così perché, quando isolate, se ne riconobbero solo le “cassette”, sequenze aminoacidiche note per legare ATP. Localizzate sulle membrane plasmatiche dei mammiferi. Non hanno un substrato specifico (a differenza della Na⁺/K⁺ o del trasportatore di glucosio): trasportano una classe di molecole generalmente lipofiliche (lipidi, colesterolo). Sono trasportatori di efflusso: pompano sempre all’esterno, contrastando l’ingresso di sostanze lipofiliche e impedendo che si accumulino negli organelli danneggiandoli. Esistono farmaci contro questi trasportatori, e se ne cercano altri perché sono molto espressi sulle cellule tumorali e alla base della loro resistenza ai farmaci (es. la P-glicoproteina, → Proteine di Trasporto (P-glicoproteina)).
«Transport Mechanism for ABC Exporters» — Wikimedia Commons (alexanderaloy e stargonzales, pubblico dominio).
L’esempio-manuale dell’effetto farmacologico di un ABC transporter è la loperamide: è un agonista μ pieno, ma la P-glicoproteina la ripompa fuori dal SNC non appena entra, e il farmaco resta confinato all’intestino — nessuna analgesia, nessuna euforia. Dimostra che dove un farmaco arriva conta quanto ciò che fa.
🔗 Collegamenti
- Classificazione dei Trasporti di Membrana — 📋 le ATPasi sono trasporti attivi primari
- Pompa Sodio-Potassio ATPasi — 📋 P-ATPasi
- Proteine di Trasporto (P-glicoproteina) — 📋 esempio di ABC transporter
- Secrezione Acida Gastrica e Pompa Protonica — 🔗 P-ATPasi gastrica