Pompa H+/K+

Pompa H+/K+Vieru Diana, gr.40/E, an I MG

Introducere Ionul de hidrogen este transportat activ prin membrana celular de ctre o protein transportoare numit pomp de H+.Aceasta obine energie din ATP prin activitatea ATP-azic. Pompele de hidrogen care sunt prezente n dou organe cu importan major au nsemntate funcional:Stomac: Pompele de hidrogen din celulele parietale ale glandelor gastrice sunt implicate n producerea acidului clorhidric.Rinichi: Pompele de hidrogen din celulele epiteliale ale tubilor contori distali i canalelor colectoare sunt implicate n secreia H+ din snge n urin.

Fig.1 Organizarea peretelui intestinal n straturi funcionale

Fig.2 Structura undei glande gastrice din poriunea fundic i a corpului stomacului.

Pompa H+/K+Celulele gastrice parietale sunt nalt specializate pentru sarcina lor neobinuit de a secreta acid concentrat. Acestea sunt dotate cu mitocondrii care asigur necesarul de energie pentru ATP-aza H+/K+ apical, numit i pomp de proton, care transporta H+ nafara celulei mpotriva gradientului de concentraie.n repaus, pompele sunt retrase n interiorul celulei parietale ntr-o serie de compartimente membranare numite tubulovezicule. Cand celula parietal ncepe s secrete, pe de alt parte, aceste vezicule fuzioneaz cu invaginaiile membranei apicale numite canaliculi, amplificnd apoi substanial poriunea apical a membranei i poziionand pompele pentru a ncepe producerea de acid.

Fig.3 Diagram a celulei parietale ce arat starea de repaus (n stnga jos) i starea activ (n dreapta sus) Celula n repaus are canaliculi intracelulari (IC), care se deschid pe membrana apical a celulei, i multe structuri tubuloveziculare (TV) n citoplasma. Cand celula este activat, TV-urile fuzioneaz cu membrana celular i microvilii (MV) proiectai n canaliculi, deci suprafaa membranei celulare ce vine n contact cu lumenul gastric este mult marit.

Membrana apical conine de asemenea i canale de potasiu, care asigur ionii de K+ pentru a fi schimbai cu H+, i canale de Cl- pentru secreia acidului. Secreia protonilor este nsoit de eliberarea unui numr echivalent de ioni bicarbonat n circulaia sanguin.Cei trei agoniti ai celulei parietale gastrina, histamina si acetilcolina- se leag pe receptori diferii de pe membrana bazolateral.

Ulcerul PepticUlceratia gastric i duodenal la oameni este ascoiat primar cu lezarea barierei normale care previne iritarea i autodigestia mucoasei de ctre secreiile gastrice. Infecia cu bacteria Helicobacter pylori ntrerupe aceast barier, precum i aspirina i alte medicamente anti-inflamatoare nesteroidiene (NSAIDs), care inhib producia prostaglandinelor i n consecin scad mucusul i secreia de bicarbonat HCO3-. NSAIDs sunt larg utilizate pentru a combate durerea i a trata artritele. O cauz adiional a ulceraiei este secreia prelungit de acid n exces. Ulcerelor gastrice i duodenale li se poate da o ans spre vindecare prin inhibarea secreiei acide cu ajutorul medicamentelor precum cimetidina care blocheaz receptorii H2 histaminici pe celulele parietale sau omeprazol i alte medicamente nrudite care nhib pompa H+/K+ ATP-az. H. Pylori poate fi combatut cu antibiotice, i ulcerele provocate de NSAIDs prin oprirea utilizrii acestora, cand asta nu este recomandat, prin tratament cu agonistul prostagladinei misoprostol.

Farmacologia secreiei acidului gastricCei trei factori importani n producerea de acid sunt gastrina, histamina i acetilcolina.Secreia de acid poate fi modificat prin factori neuronali extrinseci (nervul vag) i reflexe intrinseci.Pasul final pentru aceast cale este ATP-aza H+/K+.

Aceti factori, la nivelul receptorilor, sunt poteniale locuri de aciune a medicamentelor care inhib secreia de acid gastric. Exista de asemenea i medicamente care acioneaz prin neutralizarea acidului.Cu toate acestea, niciun medicament care acioneaz la nivelul receptorilor muscarinici sau de gastrin nu este autorizat s fie utilizat pentru uz clinic, cu toate acestea un blocator muscarinic precum atropina va avea acest efect.

Inhibitorii de pomp Proton-pump inhibitors (PPIs)PPIs sunt inbibitori ireversibili ai pompei H+/K+, cunoscut ca pompa de protoni. Aa cum am menionat anterior, pompa este pasul final n parcursul secreiei de acid. La momentul actual, PPIs sunt cele mai eficiente i puternice medicamente pentru reducerea secreia gastric acid. Exemple de PPIs sunt: omeprazol, lansoprazol i pantoprazol.PPIs sunt baze slabe inactive la pH neutru, ele acumulndu-se aadar i fiind activate n mediul acid al canaliculilor parietale. Aceast acumulare preferenial provoac PPIs s aib un efect specific la nivelul celulelor parietale.

Antagonitii receptorului H2 acest blocaj previne sinteza de cAMP intracelular i astfel reduce secreia de acid. Exemple de astfel de substane sunt: cimetidina, ranitidina, nizatidina i famotidina.Antiacizii neutralizeaz acidul gastric i astfel produc creterea pH-ului gastric. Antiacizi comuni sunt: sruri de aluminiu i magneziu, de exemplu hidroxid de aluminiu, hidroxid de magneziu.Alginaii pot fi combinai cu antiacizii, un exemplu n acest sens fiind Gaviscon. Acestea sunt utilizate n refluxul esofagian. Acidul alginic, cnd este combinat cu saliva, formeaz o punte care ader pe componentele gastrice, astfel protejnd mucoasa n timpul refluxului.

Bibliografie1. Kim E. Barrett, Scott Boitano, Susan M. Barman, Heddwen L. Brooks Ganongs Review of Medical Physiology 23ed.2. Dan Horton-Szar, Martin Lombard Crash course -Gastrointestinal System 2012 4ed.3. Alberts, B Essential cell biology 3ed 20104. http://en.wikipedia.org/wiki/Hydrogen_potassium_ATPase 5. https://www.youtube.com/watch?v=XhB7WNJVg3U