Cellula - Interazioni delle cellule con substrati non cellulari

Il gruppo più importante di recettori che legano le cellule al loro microambiente extracellulare, è rappresentato dalle integrine.

Struttura e funzione delle integrine

Superfamiglia di proteine integrali di membrana, composte da due catene polipeptidiche transmembrana, una catena α e una catena β, legate tra loro in modo non covalente. Sono state identificate integrine differenti e ciascuna di loro ha una precisa distribuzione tessuto-specifico. Alcune integrine possono trovarsi sulla superficie cellulare in una conformazione inattiva, possono essere attivate da eventi che all’interno delle cellule che modificano la conformazione dei domini citoplasmatici delle subunità delle integrine. I cambiamenti conformazionali dei domini citoplasmatici possono propagarsi attraverso la molecola, fino ad aumentare l’affinità dell’integrina per il ligando. Le integrine sono coinvolte in 2 tipi principali d’attività: adesione delle cellule al loro substrato (o ad altre cellule) e trasmissione di segnali dall’ambiente esterno all’interno della cellula, un fenomeno conosciuto come segnalazione esterno-interno.

Segnalazione e adesione cellulare

I segnali sono trasmessi attraverso la membrana mediante cambiamenti conformazionali. Il legame del dominio extracellulare di un integrina ad un ligando, come la fibronectina o la laminina, può indurre un cambiamento conformazionale all’estremità citoplasmatica dell’integrina, che possono a loro volta, alterare il modo in cui l’ integrina interagisce con le proteine citoplasmatiche vicine come la chinasi delle adesioni focali. I segnali trasmessi dalle integrine possono influenzare molti aspetti del comportamento cellulare, come la mobilità, la crescita, ed anche la sopravvivenza delle cellule.

N.B. = la maggior parte delle proteine extracellulari che legano le integrine è in grado di farlo perché contiene la sequenza aminoacidica arginina-glicina-acidoaspartico ( RGD ). Questa sequenza tripeptidica è presente nei siti di legame alle cellule dei proteoglicani, della fibronectina, della laminina, del collagene e di varie altre proteine extracellulari.

Strutture dinamiche e adesive

Strutture dinamiche che possono disassemblare rapidamente se la cellula aderente è stimolata a muoversi o ad entrare in mitosi. Nella regione di un contatto focale, la membrana plasmatica contiene gli ammassi di integrina che connettono il materiale extracellulare che ricopre la piastra di coltura con il sistema dei microfilamenti di actina del citoscheletro.

Un tipo specializzato di struttura adesiva, comprendono una placca densa sulla superficie interna della membrana plasmatica e filamenti che si estendono all’ interno nel citoplasma. A differenza dei filamenti dei contatti focali, che consistono d’actina, i filamenti degli emidesmosomi sono più spessi e consistono della proteina cheratina, i quali vengono classificati come filamenti intermedi e hanno principalmente funzioni di sostegno. I filamenti sono legati alla M.E. mediante integrine transmembrana, ( tra cui α6 β4 ) che trasmettono segnali alla MEC e influenzano la forma e l’attività delle cellule epiteliali adese.