E' evidente l'importanza dei farmaci in grado di aprire i canali del potassio
In biologia ci sono canali fondamentali per la vita della cellula, esattamente come il canale di Suez o quello di Panama hanno per l'economia mondiale.
L'importanza della funzione dei canali del potasssio in numerosissimi stipiti cellulari dell'organismo è tale che l'azione di chiusura e/o di apertura dei canali determina importantissime conseguenze biologiche e cllniche.
I canali ionici sono proteine di membrana presenti praticamente in tutte le cellule.
Negli ultimi dieci anni sono stati effettuati numerose ricerche sul funzionamento dei canali ionici di membrana, sul loro meccanismo di apertura e di chiusura, e sulla selettività di passaggio di ioni specifici a seconda del tipo di canale.
Gli ioni che normalmente attivano i canali sono soprattutto Na+ K+ CI, Ca+ ma gli ioni Na+ e K+ sono i più abbondanti, con una alta concentrazione intracellulare di K+ ed extracellulare di Na+.
II meccanismo molecolare che sta alla base della veloce scelta dei recettori a far passare un determinato ione è par-ticolarmente complicato, dal momento che questi due cationi monovalenti sono molto simili nella loro struttura tridimensionale.
L'apertura o la chiusura dei canali sono fatti casuali in ogni singola cellula, influenzata da legami specifici e dal differenziale di potenziale elettrico tra l'esterno e l'interno della membrana cellulare.
Il tasso di passaggio è di circa 107 ioni per secondo.
I movimenti attraverso la membrana dei diversi ioni sono la via principale per mezzo della quale stimoli extracellulari vengono trasmessi nel citoplasma all'interno della cellula.
Il passaggio degli ioni attraverso i canali evoca cambiamenti del potenziale elettrico di membrana che sono associati con la stimolazione, la modulazione o l'inibizione di varie attività cellulari.
In pratica, il movimento degli ioni K+ che segue l'apertura del canale selettivo del potassio è uno dei meccanismi fisiologici fondamentali che le cellule utilizzano per mantenere o ripristinare uno stato di riposo cellulare, o per attenuare o prevenire il livello degli effetti di depolarizzazione.
Il ruolo dei canali del potassio nel controllo cellulare e delle sostanze endogene in grado di aprirli (neurotrasmettitori, ormoni, e altri mediatori), è quello di agire come meccanismo inibitore dell'eccitabilità cellulare e di mezzo endogeno omeostatico per bilanciare le risorse delle cellule in risposta anche a situazioni di stress metaboliche, come avviene per esempio a livello cardiaco.
I canali K+ regolano il tono vascolare e quindi il trasporto infracellulare delle risorse necessarie per affrontare la domanda di energia.
In pratica, i canali del potassio, integrati nel contesto della regolazione del metabolismo cellulare e sistemico, agiscono a diversi livelli per assicurare il "benessere" della cellula anche in caso di stress e svolgere un ruolo di citoprotezione.
I farmaci in grado di agire sui canali del potassio svolgono un ruolo importante di controllo in molti processi di controllo cellulare in qualsiasi parte del corpo.
Nel corpo umano ci sono più di 70 geni che codificano l'espressione dell'azione dei canali del potassio, ma la modificazione di solo alcuni di questi geni è associata alla manifestazione di una patologia.
Sono stati effettuati anche grandi passi avanti nello studio delle patologie dei canali (definite channelopathies), malattie che derivano da un'alterata funzione dei canali provocate dalla mutazione di più di 60 geni che codificano l'espressione genica dei canali ionici.
Per esempio, la mutazione di quattro dei cinque geni che esprimono i canali KCNQ determina patologie cardiache (aritmie), cecità, epilessia.
In topi geneticamente modificati con delezione della codificazione genetica della struttura dei pori interni del canale per mancanza di recettori Kir6.l (-/-), si manifesta morte improvvisa associato ad allungamento del tratto ST e blocco atrio-ventricolare evidenziabili all'elettrocardiogramma.
I canali del potassio (KATP) mitocondriali svolgono un ruolo fondamentale, nella protezione cardiaca e nello stress metabolico, infatti la attività dei canali KATP è fondamentale nella risposta adattativa cardiovascolare allo stress, al mantenimento della stabilità elettrica dei neuroni, all'omeostasi e ai sistemi di feed-back ormonali.
Diventa quindi evidente l'importanza dei farmaci in grado di aprire i canali del potassio, che svolgono un ruolo unico in diversi campi medici: di miopreservazione e vasodilatazione in pazienti affetti da patologie cardiache e vascolari, di broncodilatazione, di miorilassante della vescica e addirittura di controllo della incontinenza urinaria, di antiepilettici, di regolazione della secrezione ormonale delle cellule beta-pancreatiche (controllo del diabete di tipo 2) e ipotalamiche, e di stimolare la fase anagen dei bulbi piliferi.
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