Biochimica degli alimenti e della nutrizione primo semestre Iametti

CONTROLLO ORMONALE DEL METABOLISMO E SUE MODALITÀ

Meccanismi di trasduzione del segnale: è la risposta cellulare all'interno da parte di eventi esterni che si legano ai recettori, e questo sistema è utilizzato da ormoni ma anche da composti presenti negli alimenti.

Abbiamo 2 sistemi per trasmettere il segnale, in base alla capacità degli ormoni o composti di entrare all'interno della cellula (significa passare la membrana attraverso un trasportatore). Oppure di ormoni che non possono entrare nella cellula, ma che si legano ad un recettore comportando una serie di modificazioni conformazionali, che a cascata vanno ad ottenere l'obiettivo.

Questi sono gli ormoni che possono passare direttamente attraverso la membrana, e una volta che sono nel citoplasma, entrare nella membrana nucleare e andare poi ad influenzare direttamente l'espressione genica (possono attivare o inattivare dei fattori di trascrizione, possono andare ad interagire sul DNA).

• Proteine integre di membrana

ciclasi.La sua associazione attiva l'adenilato ciclasi, che produce cAMP, che a sua volta attiva una chinasiche fosforila un determinato enzima (può essere un enzima del metabolismo o un fattore ditrascrizione).Ci sono delle altre proteine (indicate in blu) che a seguito di uno stimolo funziona come prima.Quindi le proteine G possono essere stimolatrici o inibitori dell'adenilato ciclasi (è lo stessomeccanismo ma non è la stessa proteina).L'adrenalina è un ormone in risposta allo stress (vedi su slide come avviene la produzione diadrenalina). Perché l'effetto eccitante continua con alcuni alcaloidi contenuti in molte bevandeeccitanti: caffeina, teina, teobromina?Perché questi inibiscono la fosfodiesterasi citoplasmatica, ovvero inibiscono l'enzima cheidrolizza il messaggero.

➢ Cascata chinasica / fosfatasica

In questo caso il messaggero è una attivazione di una cascata chinasica o fosfatasica. È il

casodell’insulina o citochina, GH ecc. L’azione ipoglicemizzante di insulina coinvolge anche il reclutamento del traportatore Glut4 sulla membrana

Il recettore dell’insulina è formato da due subunità beta uguali (proteine transmembrana) e da due subunità alfa (non associati). Quando arriva l’insulina, le due subunità alfa si associano. La sua associazione comporta delle modificazioni conformazionali che si traducono con una serie di eventi:

Associato al recettore dell’insulina è presente una proteina come IRRS (chinasi). Quando abbiamo la dimerizzazione abbiamo la fosforilazione di questi residui, che a sua volta fosforila anche questa proteina (IRRS). Questa chinasi viene attivata e va a fosforilare un’altra chinasi citoplasmatica (PI3-→chinasi), la quale a sua volta a fosforilare un’altra proteina (PIP2 PIP3). Quando questo viene fosforilato, ai due residui, viene aggiunto un terzo residuo (PIP3), un fosfolipide.

fosforilare un residuo di cisteina specifico sulla subunità del recettore. Esse fosforilano anche delle proteine (Stat2) che sono presenti nel citosol. Queste proteine devono essere fosforilate in due residui specifici di Tirosina (uno che viene fatto dalle giak e uno che viene fatto a livello del residuo di cisteina). Una volta che queste Stat2 sono fosforilate, non può più stare attaccata al recettore e si dissocia, per associarsi ad un'altra proteina analoga (testa-coda), formando un dimero. In questo modo, il dimero è in grado di passare attraverso il nucleo. Nel nucleo può associarsi ad altri fattori di trascrizione = facilita la trascrizione di tutti quei fattori che sono alla base dell'infiammazione.

Ca2+ e/o fosfatidiliinositolo

Gli ormoni che lavorano in questo modo sono: Acetilcolina (muscarinico) / Catercolammine alfa1-adrenergiche / Angiotensina II / Vasopressina (SDH) / Colecistochina / Gastrina / Ositocina / TRH / GnRH / Sostanza P

PDGF

Il bersaglio è il fosfatidiliinositolo, ovvero è un glicerol fosfolipide (abbiamo il glicerolo in rosso attaccati 2 acidi grassi e un fosfato, il quale è attaccato un qualcos'altro). Attraverso delle fosfolipasi posso idrolizzare tutti questi gruppi diversi. Dal glicerolo fosfolipide possiamo avere diversi composti, a seconda del tipo di fosfolipasi utilizzata.

Trasduzione del segnale: secondo messaggero = InsP e DAG

Viene prodotto un diacil-glicerolo (con due residui di acidi grassi), si forma l'inositolo tre-fosfato (IP3). Il messaggero è il diacil-glicerolo e l'IP3.

Ormone bersaglio si lega al recettore, che a sua volta è associato ad una proteina G (costituita da 3 subunità). La proteina G (subunità alfa) si attiva da una idrolisi e attiva una fosfolipasi C associata alla membrana. Essa idrolizza il PIP2 (costituente di membrana), e si forma il PIP3 e DAG.

Succede, che il DAG attiva una chinasi che fosforila una serie

di altre chinasi, enzimi ecc (determinando tutto l'effetto di trasduzione del segnale). Mentre il PIP3 stimola il rilascio di Ca dal reticolo endoplasmatico aumento la concentrazione di Calcio nel citoplasma. Ci sono delle chinasi che sono Ca-dipendenti. Normalmente il Ca non è libero nel citoplasma, ma è legato ad una proteina (calmodulina). Ci sono delle chinasi che sono Ca dipendenti solo se il calcio è legato alla calmodulina. Oltre al rilascio del calcio endoplasmatico (sempre dell'effetto di PIP3) possono anche intervenire sui trasportatori di calcio. Eccessi di Calcio sono dannosi per la cellula e la scelta ricade su quella di regolare il rilascio di Ca endoplasmatico. Attivazione della fosfolipasi A2 e rilascio di acido arachidonico nella risposta infiammatoria (la fosfolipasi A2 mi produce il rilascio di un acido grasso e un digliceride fosforilato). Il recettore attiva una proteina G, che a sua volta attiva una PLC che con DAG (diacilglicerolo) attiva

unachinasi (pk c), che a sua volta, attivano una serie di chinasi, che a sua volta attiva una fosfolipasi A2(cPLA2). La fosfolipasi A2 è attivata con due meccanismi:

• Fosforilazione attraverso una chinasi attivata dal DAG.
• È attivata anche dalla presenza di Calcio (che deve essere rilasciato o dal reticoloendoplasmatico o dalla membrana). IP3 si occupa del rilascio di Ca.

La fosfolipasi A2 agisce sul trigliceride, liberando un acido grasso importante (acido arachidonico). L'acido arachidonico è il precursore di una serie di composti che sono una risposta a stati infiammatori (prostaglandine). Ed è anche il precursore dei Leucotrieni.

N.B. L'antiinfiammatorio blocca la conversione dell'acido arachidonico in prostaglandine.

Attivazione della fosfolipasi citoplasmatica A2 e rilascio di acido arachidonico nella risposta ad allergeni

Arriva l'allergene IgE che si è legato al recettore, questo comporta l'attivazione di una fosfolipasi C,