Concetti Chiave
- La concentrazione cellulare di calcio viene ridotta tramite pompe che espellono il calcio, utilizzando ATP o scambiandolo con sodio.
- Il calcio in eccesso nella cellula attiva proteasi ed endonucleasi, portando alla morte cellulare attraverso i mitocondri.
- I mitocondri regolano il calcio tramite canali come PTP, BAX e BAK, con Bcl-2 che blocca questi canali per prevenire l'apoptosi.
- Il cGMP agisce come mediatore nell'inibizione dell'ipertrofia cardiaca, influenzato da NO prodotto da diverse isoforme di NO sintasi.
- Gli ormoni natriuretici (ANP, BNP, CNP) influenzano la pressione sanguigna, la crescita ossea e la salute cardiaca, agendo come ligandi per la guanilato ciclasi recettoriale.
Indice
Meccanismi di trasporto del calcio
Per diminuire la concentrazione cellulare di calcio esistono pompe che estrudono il calcio. Si tratta chiaramente di un trasporto attivo perché è contro gradiente. Utilizza infatti o ATP o facendo contemporaneamente entrare sodio. Il sodio calcio viene poi ricaptato dal REL con la pompa SERCA, un’ATPasi, ma anche nel mitocondrio attraverso l’MCU.
Ruolo del calcio nella morte cellulare
Il calcio può determinare la morte cellula attraverso i mitocondri. I mitocondri potrebbero produrre poca ATP e allora non sarebbe possibile mantenere l’
possono far uscire calcio. In particolare, quando si aprono questi canali escono calcio e citocromo c dal mitocondrio che inducono l’assemblaggio dell’apoptosoma, ossia un complesso di citocromo c e di caspasi che permettono la degradazione delle proteine e che portano alla morte cellulare. Esistono chiaramente anche proteine che bloccano questi canali come Bcl-2, le quali mantengono i canali chiusi e bloccano anche diablo/smac che andrebbero ad inibire gli inibitori dell’apoptosi. Ciò implica che Bcl2 sia antiapotptico e Bax proapoptotico.
Ipertrofia cardiaca e cGMP
Alcuni fenomeni inducono ipertrofia cardiaca. Il cGMP è però un mediatore coinvolto nel controllo
dell’inibizione dell’ipertrofia cardiaca.
Il cGMP è un enzima prodotto in maniera simile all’cAMP, ma il suo funzionamento e la sua regolazione sono diversi: L’enzima adenilato ciclasi ha la capacità di utilizzare l’ATP e trasformarlo in cAMP, con attivazione della proteina chinasi di tipo A (PKA) come principale substrato-effettore. L’enzima guanilato ciclasi ha però struttura diversa. Esiste in due forme principali: una forma transmembrana recettoriale, che ha bisogno di un ligando per funzionare, e una forma solubile citosolica che, come ligandi, ha molecole che attraversano liberamente la membrana, come NO e CO.
Isoforme di NOS e loro funzioni
Il cGMP agisce in presenza di NO, prodotto dall’enzima NO sintasi (NOS) a partire da arginina e ossigeno. NOS esiste in varie isoforme, a dimostrazione dell’importanza dell’effetto dell’NO sulla fisiologia della cellula: eNOS (endoteliale), nNOS (nel SNC e nel muscolo scheletrico), iNOS (nel sistema immunitario), mtNOS (mitocondriale). L’ossido nitrico così prodotto ha una funzione di rilassamento della muscolatura liscia e un effetto vasodilatatorio.
Ormoni natriuretici e loro effetti
Il ligando della forma recettoriale di NOS è l’ormone natriuretico (NP), che a sua volta è presente in
diverse isoforme:
• ANP, forma atriale, che riduce la pressione sanguigna stimolando l’eliminazione urinaria di
Na+ e H2O;
• BNP, forma brain prodotta a livello cerebrale, che riduce la pressione sanguigna, l’ipertrofia
e la fibrosi cardiaca;
• CNP, tipo C, considerato importante per la crescita e lo sviluppo dell’individuo, stimola infatti la crescita delle ossa lunghe.
Domande da interrogazione
- Quali sono i meccanismi principali per ridurre la concentrazione di calcio nelle cellule?
- Come può il calcio influenzare la morte cellulare?
- Qual è il ruolo del cGMP nel controllo dell'ipertrofia cardiaca?
- Quali sono le isoforme dell'ormone natriuretico e le loro funzioni principali?
I meccanismi principali includono pompe che estrudono il calcio utilizzando ATP o scambiando sodio, e il ricaptamento del calcio nel REL tramite la pompa SERCA e nel mitocondrio attraverso l'MCU.
Un'elevata concentrazione di calcio può attivare proteasi ed endonucleasi, e attraverso i mitocondri, può portare all'assemblaggio dell'apoptosoma, inducendo la morte cellulare.
Il cGMP agisce come mediatore nel controllo dell'inibizione dell'ipertrofia cardiaca, influenzando il rilassamento della muscolatura liscia e avendo un effetto vasodilatatorio.
Le isoforme includono ANP, che riduce la pressione sanguigna; BNP, che riduce la pressione, l'ipertrofia e la fibrosi cardiaca; e CNP, che stimola la crescita delle ossa lunghe.
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