Pompe di calcio appena scoperte: la chiave per la comunicazione cellulare!

Pompe di calcio appena scoperte: la chiave per la comunicazione cellulare!

Le ultime ricerche sui meccanismi di trasporto del calcio nel corpo umano potrebbero avere implicazioni di vasta portata per la scienza medica. Un team internazionale guidato dal dottor Uwe Schulte dell'Università di Friburgo, responsabile dello studio, ha recentemente decodificato il principio di funzionamento delle pompe del calcio all'interno della cellula. Queste pompe sono fondamentali per regolare i livelli di calcio, essenziali sia per la comunicazione cellulare che per molti processi fisiologici. I risultati di questo studio sono stati pubblicati il ​​20 agosto 2025 sulla rivista specializzata Comunicazioni sulla natura pubblicato.

Calcio (ca²⁺) agisce sia come nutriente che come segnale nel corpo. Per generare i segnali corretti per varie risposte fisiologiche, è fondamentale una precisa omeostasi del calcio. I tipi di calcio ATPasi nelle membrane intracellulari hanno tassi di turnover di solo poche decine di cicli al secondo. Per misurare le concentrazioni di calcio, gli scienziati hanno utilizzato canali del potassio attivati ​​dal calcio come sensori ultraveloci. In questo modo sono riusciti a determinare con precisione la velocità di trasporto delle pompe del calcio.

Risultati dettagliati dello studio

La microscopia elettronica delle membrane cellulari ha rivelato densità di circa 55 complessi di pompa per micrometro quadrato. È interessante notare che le pompe del calcio interagiscono con il lipide di membrana PtdIns(4,5)P2, consentendo un rapido legame e rilascio di ioni calcio. Senza questo legame lipidico, il processo di trasporto rallenta significativamente. Le analisi delle mutazioni nella struttura della pompa hanno confermato questi risultati.

Inoltre, i ricercatori hanno utilizzato la tapsigargina, un noto inibitore della pompa del calcio, per bloccare il sito di legame di PtdIns(4,5)P2. Ciò ha limitato significativamente l'attività di pompaggio. Queste informazioni sulla struttura 3D dei complessi di pompa e sulla regolazione dipendente dai lipidi potrebbero fornire approcci promettenti per nuovi farmaci per ottimizzare il trasporto del calcio e l’elaborazione del segnale, potenzialmente trattando malattie associate alla carenza o all’eccesso di calcio.

Contesto e prospettive future

La segnalazione del calcio è essenziale non solo per gli esseri umani ma anche per altri organismi eucarioti. I risultati della ricerca mostrano che i meccanismi di trasporto del Ca²⁺nei diversi regni eucariotici si sono evoluti nel corso dell'evoluzione. Questi studi sono importanti per comprendere le sfide e le complessità della segnalazione del calcio attraverso il Ca specializzato²⁺-Sono definite le proteine ​​leganti e le firme. Esistono numerosi progetti nazionali e internazionali che trattano le basi del trasporto del calcio e tengono conto di studi comparativi tra funghi, animali e piante, come ad esempio PubMed riportato.

I ricercatori coinvolti provengono da diverse istituzioni, tra cui l’Istituto Max Planck per la fisiologia molecolare. Il Prof. Dr. Bernd Fakler dell'Università di Friburgo, così come i suoi colleghi Prof. Dr. Stefan Raunser e Prof. Dr. Heiko Rieger, hanno dato un contributo significativo alla ricerca sul funzionamento delle pompe. Il loro lavoro fornisce un quadro completo che apre spunti sia teorici che pratici sulla segnalazione del calcio.