Concetti Chiave
- I canali ionotropici si attivano direttamente attraverso il legame con ligandi specifici, come i neurotrasmettitori, per generare una risposta rapida nelle cellule.
- Il recettore nicotinico dell’acetilcolina, composto da 5 subunità, è un esempio di canale ionotropico che regola il flusso di sodio e potassio, influenzando la depolarizzazione cellulare.
- La serina e gli oncometaboliti come fumarato e succinato giocano un ruolo cruciale nella sintesi dei nucleotidi e nell'inibizione di enzimi chiave, influenzando la risposta cellulare e la progressione tumorale.
- Le integrine sono recettori che non solo ancorano le cellule alla matrice extracellulare, ma inviano anche segnali interni per la sopravvivenza e la proliferazione cellulare.
- I recettori nucleari agiscono come repressori in assenza di ormoni e come attivatori in presenza di ormoni, influenzando diversi assi ormonali e le loro funzioni nel corpo.
Indice
Funzionamento dei canali ionotropici
A differenza dei canali metabotropici che abbiamo nominato prima, questi si aprono direttamente in seguito al legame con uno specifico ligando, come un neurotrasmettitore. In questo modo, abbiamo una risposta immediata. Il più studiato è il recettore nicotinico dell’acetilcolina, posizionato nelle sinapsi o tra le fibre muscolari. È un canale costituito da 5 subunità che può essere chiuso, aperto (entra sodio e esce poco potassio) o desensibilizzato quando viene attivato per troppo tempo. L’ingresso di Na2+ induce una depolarizzazione della cellula e parte la risposta cellulare (es. contrazione). Solitamente il canale è tappato da residui di aminoacidi. L’acetilcolina induce la rotazione delle subunità, liberando il tunnel.
Ruolo della serina e degli oncometaboliti
La serina fornisce -CH3 ai folati, contribuendo alla sintesi dei nucleotidi, alle reazioni di metilazione e alla produzione di NADPH. Anche il fumarato e succinato sono oncometaboliti. Derivano rispettivamente da mutazioni della succinato deidrogenasi e fumarasi. Succcinato e fumarato inibiscono le diossigenasi α-chetoglutarato dipendenti con lo stesso meccanismo di D-2HG. Inoltre, il fumarato può legare i gruppi sulfidrilici del glutatione, proteine e peptidi, alterandone la funzione. Ad esempio, inibiscono le prolil-idrossilasi che marcano HIF1α per la degradazione. Di conseguenza, HIF-1 si attiva anche in presenza di ossigeno.
Funzioni delle integrine e recettori citosolici
Le integrine, oltre a mediare l’ancoraggio delle cellule sulla matrice, sono dei veri e propri recettori. Le integrine quindi si attivano quando legano il collagene, inviando all’interno della cellula segnali di sopravvivenza e proliferazione, riorganizzazione del citoscheletro. Finora abbiamo visto i recettori di membrana per gli ormoni peptidici, ma le molecole liposolubili (ormoni lipidici e steroidei) penetrano nella cellula, per cui hanno bisogno di recettori che si trovano dentro al citosol (ormoni steroidei) o addirittura nel nucleo (ormoni sessuali, tiroidei, vitamina D, acido retinoico).
1) I recettori citosolici hanno:
- un dominio regolatore: si legano le chaperone per regolare la possibilità di riconoscere e legare un ormone.
- un dominio per il DNA: è il dominio con cui riconoscono la sequenza di DNA da regolare.
- un dominio di localizzazione nucleare: è il che gli consente di entrare nel nucleo.
- un dominio per l’ormone: è il dominio su cui si lega l’ormone.
2) I recettori nucleari si trovano nel nucleo già legati al DNA, ma quando non c’è l’ormone fungono da repressori, mentre in presenza dell’ormone fungono da attivatori.
Recettori nucleari e assi ormonali
Riceve dall’Ipotalamo solo due fattori di rilascio: Vasopressina e Ossitocina. Non produce ormoni propri, ma invece può solo immagazzinare e rilasciare Vasopressina e Ossitocina. I principali assi di produzione sono:
1) Asse della prolattina
• Ipotalamo: PRH (+) / PIH (-)
• Ipofisi: prolattina
• Finale: mammelle → Latte
2) Asse tiroideo
• Ipotalamo: TRH
• Ipofisi: TSH
• Finale: Tiroide → TH (Ormoni tiroidei)
3) Asse della Crescita
• Ipotalamo: GHRH (+) / GHIH (-)
• Ipofisi: GH
• Finale: Fegato → Fattori di crescita insulino-simili (IGF) e tessuti corporei
4) Asse Riproduttivo
• Ipotalamo: GnRH
• Ipofisi: LH e FSH
• Finale: gonadi → Androgeni (Maschio) / Estrogeni e Progesterone (Femmina)
5) Asse Surrenalico
• Ipotalamo: CRH
• Ipofisi: ACTH
• Finale: corticale del surrene → Cortisolo
Domande da interrogazione
- Qual è la differenza principale tra canali ionotropici e metabotropici?
- Qual è il ruolo della serina e degli oncometaboliti nel metabolismo cellulare?
- Come funzionano le integrine come recettori cellulari?
- Quali sono i domini principali dei recettori citosolici?
- Quali sono i principali assi ormonali controllati dall'ipotalamo?
I canali ionotropici si aprono direttamente in seguito al legame con un ligando, come un neurotrasmettitore, fornendo una risposta immediata, mentre i canali metabotropici attivano una cascata di segnali intracellulari più complessa.
La serina contribuisce alla sintesi dei nucleotidi e alla produzione di NADPH, mentre oncometaboliti come fumarato e succinato inibiscono le diossigenasi α-chetoglutarato dipendenti, alterando la funzione cellulare e attivando HIF-1 anche in presenza di ossigeno.
Le integrine media la connessione delle cellule alla matrice extracellulare e, legando il collagene, inviano segnali di sopravvivenza e proliferazione, riorganizzando il citoscheletro.
I recettori citosolici hanno un dominio regolatore per le chaperone, un dominio per il DNA, un dominio di localizzazione nucleare e un dominio per l’ormone, che consente loro di regolare l'espressione genica.
L'ipotalamo controlla diversi assi ormonali, tra cui l'asse della prolattina, tiroideo, della crescita, riproduttivo e surrenalico, ognuno con specifici fattori di rilascio e ormoni finali.
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