Biochimica

Il globulo bianco nel momento in cui aderisce subisce delle altre variazioni strutturali che

portano all'espressione dell'ultima tipologia di molecole di adesione ,le PECAM, le PECAM

del leucocita interagiranno con le poche PECAM dell'endotelio che a furia di interagire ne

sintetizzerà delle altre, si modificherà nuovamente e finalmente si avrà il reclutamento

nello spazio subepiteliale del leucocita attivato,che è andato in esplosione respiratoria e

quindi ha liberato all'esterno e al proprio interno ,a seconda se neutrofilo o un macrofago

perossidasi ,ione superossido, acqua ossigenata,ha rilasciato proteasi ed è pronto per

interagire e distruggere il patogeno.

I leucociti che vengono reclutati insieme ai leucociti residenti sinergicamente

amplificheranno il processo ,quindi non soltanto i primi globuli bianchi andranno a

produrre piastrine e rilasciare mezzi ossidanti e proteasi per distruggere il patogeno ma

rilasceranno ancora citochine IL-1 e TNF-alfa esse insieme a quelle dei leucociti residenti

andranno a rinforzare il processo e a cercare di reclutare sempre più patogeni

.Il ciclo si blocca quando non ci sono più fattori di trascrizione ,i macrofagi hanno

fagocitato tutto e pulendo vengono eliminante anche le citochine che vanno ad attivare

l'endotelio, rallentando poi tutti i processi a cascata. La risposta infiammatoria dal punto di

vista della chemiotassi è strutturata per risolversi, perchè non è altro che un circolo

virtuoso che finchè ci sono citochine il fenomeno viene amplificato, quando vengono a

mancare in teoria si dovrebbe risolvere se non risolve ma si cronicizza l'endotelio si

distrugge formando una lesione.

In questo processo sono quindi coinvolte delle proteine integrali di membrana, la

membrana gioca un ruolo fondamentale nell'interagire con altre membrane attraverso

queste proteine.

Ragioniamo sulla cinetica di questo processo cioè sul fatto che non si ha un'attivazione di

tutto e subito ma è un processo di attivazione tempo-dipendente, con dei protagonisti che

determinano conseguenze, tali conseguenze determineranno altri protagonisti e così via.

Riassumendo schematicamente :

In presenza di uno stimolo infiammatorio, i leucociti residenti vengono attivati e attraverso

le citochine determinano la co-espressione endoteliale di selectine, le cui interagendo con

le strutture complementari del leucocita che determinano quello che viene chiamato

Rolling. Il Rolling determina l'attivazione delle cellule endoteliali del leucocita attraverso

l'interazione tra i granuli proteoglicano eparan solfato dell'endotelio che sono riempiti dalle

chemochine e sono rilasciati dai residenti con quelle del leucocita,in seguito a questa

grossa adesione, si realizza l'adesione completa cioè le cellule in questo stato sono

portate a: il leucocita a processare l'integrine a b c, e la cellula endoteliale a sintetizzare le

ICAM, dall'interazione di queste molecole si realizza quella che viene chiamata

pharmavision, l'adesione comporta delle altre variazioni strutturali che determina l'over

espressione sulla superficie di entrambe le molecole coinvolte di un'altra tipologia di

molecole di adesione che sono le PECAM, responsabili del processo i diapetesi ,nel

momento in cui il globulo viene portato a livello subepiteliale si trova nello stato attivato e

attraverso la produzione di tutto quello che ha sintetizzato, contribuisce a distruggere il

patogeno e rinforza la risposta infiammatoria del macrofago sentinella.

L'endotelio tutto quello che fa lo sintetizza lenovo, cioè ci vogliono 3-4 ore affinché ogni

step venga portato avanti ,perchè è il nucleo che deve trascrivere ogni volta,il globulo

bianco invece non fa nulla di tutto questo ,ma ha delle molecole che sono le E-selectine

che normalmente sono presenti e normalmente non interagisco con nulla. Le integrine

CD11 E le PECAM vengono processate in membrana, erano già prontein vescicole

all’interno del citosol e nel momento in cui le selectine interagiscono fra di loro e quindi si

verifica il rolling e l'attivazione ,tutte queste vescicole vengono processati in

membrana,così il globulo bianco non passa per la trascrizione genica oppure le ha già e

vengono attivate al momento.

Domanda:

sono anche espresse nelle cellule cancerogene? e con le metastasi?

Risposta: Le cellule tumorali hanno altre proteine di adesione con le quali interagiscono e

strutturano dei legami molto stabili ,non sono le ICAM o le PECAM e non sono le selectine

che sono specifiche per i globuli bianchi e le cellule endoteliali .Il processo delle metastasi

non è così semplice come quello della chemiotassi, però la logica è sempre quella ,ma ci

sono delle altre proteine che sono differente per il tipo di tessuto e poi nel tumore c'è

anche il processo di angiogenesi .

Sistemi di trasporto transmembrana

Come abbiamo capito dalla struttura della membrana, il nucleo lipofilo la rende

impermeabile a quasi tutto, le uniche sostanze che si diffondono tranquillamente sono

l'etanolo, l'acqua ,l'anidride carbonica e l'ossigeno e pochissimi altri soluti, pochissime

molecole a bassissimo peso molecolare ma per la maggior parte dei soluti vi è questa

barriera. Poichè esiste il nucleo apolare abbiamo bisogno di capire in che modo le

sostanze che normalmente non riescono ad attraversala riescono ad entrare, abbiamo

bisogno dei trasportatori (per il glucosio il GLUT).

Il 90% di quello che si trova all'interno della cellula entra attraverso un carrier, non solo

entra ma si accumula contro gradiente di concentrazione. Attraverso le analisi del sangue

valutiamo che le concentrazioni di sodio e potassio sono mantenute costantemente

elevate all'esterno della membrana del sodio e molto concentrate all'interno, quindi non

solo trasportano ma permettono ad un soluto di accumularsi ad lato della membrana per

questo hanno bisogno di energia, la diffusione è un processo esorgonico ,accompagnato

al rilascio dell'energia libera. Un conto invece è la creazione di un gradiente qualunque

esso sia, perchè è un processo endorgonico e termodinamicamente sfavorito.

Classifichiamo questi trasporti; la sodio/potassio ATPasi è diversa dalla calcio ATPasi che

è diversa dal GLUT, ma hanno delle caratteristiche in comune e possiamo raggrupparli a

secondo della loro cinetica, quindi della velocità di trasporto attraverso la membrana e a

seconda della loro termodinamica. E' un processo esotermico o endorgonico? La velocità

è una velocità lineare o è un iperbole?.

Esistono fondamentalmente tre sistemi di trasporto:

1. La Diffusione passiva(facilitata) dove la velocità è direttamente proporzionale

alla concentrazione del substrato, ciò significa che più aumento la concentrazione

del substrato all'infinito aumenta la velocità e mi da una retta. La termodinamica è

favorevole, perchè è accompagnato a una variazione di energia libera minore di

zero.

2. Il trasporto mediato (diffusione mediata) ha una termodinamica favorita, è un

processo esorgonico ,ad es. il glucosio viene trasportato attraverso le membrane

però ha una cinetica che non è lineare cioè se prendiamo la velocità e la

concentrazione del substrato aumenteranno entrambe ma ad un certo punto la

velocità diventerà costante si avrà un iperbole rettangolare,questa si chiama

cinetica di saturazione,Δ G<0

3. Il sistema di trasporto attivo ha sempre una cinetica di saturazione ,quindi un

iperbole rettangolare dove la velocità non aumenta più,la termodinamica invece qui

è sfavorita ,cioè se voglio trasportare attivamente qualcosa e accumularla, sto

usando qualcosa che consuma energia, è un processo endorgonico, Δ G>0 non è

un processo spontaneo. Esso poi si divide in primario e secondario

Quando studiamo i sistemi di trasporto non escludiamo l'ambiente in cui ci troviamo

perchè non ci troviamo all'interno di una provetta ma all'interno di una particolare cellula,

se parliamo del trasporto sodio- glucosio si trova nell'intestino,(controlla nel minuto 8:00)se

parliamo di trasporto cloruro-bicarbonato siamo nell'eritrocita, se parliamo di glucochinasi

nel fegato, l'esochinasi si trova nei tessuti extraepatici, la pompa protonica si trova

all'interno dell'epitelio gastrico ecc.

Quando un soluto si trova in concentrazione maggiore da un lato di una membrana

semipermeabile spontaneamente abbandona il compartimento con concentrazione

maggiore per andarsi a localizzare in quello con concentrazione minore ,questo processo

rilascia dell'energia libera ed è spontaneo, l'energia libera è direttamente proporzionale al

ad RTln della concetrazione della specie meno concentrata(c2)/la più concentrata (c1) e si

arriverà a un punto di equilibrio in cui c1=c2.

La diffusione da un punto di vista biochimico assume un valore aggiunto perchè spesso le

cellule quando non posso utilizzare ATP ,o perchè lo devo sintetizzare o perchè non sono

enzimi ATPasici, ricorrono alla dissipazione di un gradiente ionico ,attraverso una reazione

accoppiata, la reazione accoppiata è una reazione in cui si accoppia un processo

endorgonico a un processo esorgonico che avviene spontaneamete purchè abbiano un

intermedio in comune che è l'enzima fosforilato,ma questo avviene soltanto quando ho la

possibilità di utilizzare ATP, ma se io lo devo sintetizzare o se non ho l'enzima, come

faccio a trasformare un processo endorgonico in un processo esorgonico? Accoppio quel

processo facendo in modo di trovare un intermedio in comune la dissipazione di un

gradiente ionico, che non è semplicemente spontaneo ma è anche una fonte di energia,

allora diventa spontaneo e prezioso quando non posso utilizzare l'ATP.

DISSPAZIONE------->FONTE DI ENERGIA

La fosforilazione ossidata si sviluppa grazie a un gradiente di concentrazione che

precedentemente si crea nello spazio intermembrana, che crea ATP dissipando gradiente

protonico ,creato attraverso il trasporto di elettroni. I trasporti attivati secondari, ad

esempio noi assorbiamo glucosio attraverso il nostro intestino, attraverso il trasporto

sodio-glucosio perchè non possediamola glucosio ATPasi che idrolizza ATP e permette al

glucosio di entrare .Allora la cellula accoppia l'energia derivante dall'ingresso del sodio ad

un processo endoergonico.

Diffusione semplice,processo spontaneo----> creazione di energia

Questa energia si puo' quantificare con Rtlnc2/c1,diffusione passiva; se invece voglio

calcolare la velocità di flusso di una molecola attraverso la membrana semipermeabile: la

forza traina