Concetti Chiave
- I canali ionotropici si attivano direttamente al legame con un ligando, come un neurotrasmettitore, offrendo una risposta immediata, come la contrazione muscolare.
- La serina è fondamentale per la sintesi dei nucleotidi e la produzione di NADPH, mentre oncometaboliti come fumarato e succinato alterano la funzione cellulare e attivano HIF-1 anche in presenza di ossigeno.
- Le integrine fungono da recettori e, legando il collagene, inviano segnali di sopravvivenza e proliferazione e riorganizzano il citoscheletro.
- I recettori citosolici possiedono domini che consentono loro di legarsi agli ormoni, riconoscere specifiche sequenze di DNA e regolare l'espressione genica nel nucleo.
- L'ipotalamo controlla vari assi ormonali, tra cui quelli della prolattina, tiroide e crescita, rilasciando fattori specifici per regolare la produzione ormonale finale.
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 nella sintesi dei nucleotidi?
- Come agiscono le integrine all'interno delle cellule?
- Qual è la funzione dei recettori nucleari in assenza e presenza di ormone?
- Quali sono i principali assi ormonali prodotti dall'ipotalamo?
I canali ionotropici si aprono direttamente in seguito al legame con un ligando, come un neurotrasmettitore, generando una risposta immediata, mentre i canali metabotropici non agiscono in questo modo (Funzionamento dei canali ionotropici).
La serina contribuisce alla sintesi dei nucleotidi fornendo -CH3 ai folati, mentre oncometaboliti come fumarato e succinato inibiscono le diossigenasi α-chetoglutarato dipendenti, alterando funzioni cellulari importanti (Ruolo della serina e degli oncometaboliti).
Le integrine non solo ancorano le cellule alla matrice, ma fungono anche da recettori che, legando il collagene, inviano segnali di sopravvivenza e proliferazione, riorganizzando il citoscheletro (Funzioni delle integrine e recettori citosolici).
I recettori nucleari agiscono come repressori in assenza di ormone, mentre in presenza di ormone si attivano e regolano la trascrizione del DNA (Recettori nucleari e assi ormonali).
I principali assi ormonali includono l'asse della prolattina, tiroideo, della crescita, riproduttivo e surrenalico, ognuno con specifici fattori di rilascio e finalità (Recettori nucleari e assi ormonali).
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