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CICLO cAMP

Le proteine G sono chiamate così perché legano il GTP quando sono inattive. Sono

formate da 3 subunità, di cui una di questa lega appunto il GTP. Quando arriva

l’ormone (segnale), esso interagisce con il recettore associato alla proteina G e ne

determina una modifica della conformazione strutturale che diffonde nelle subunità

specifiche fino alla proteina G. La subunità α della proteina G, legante in forma

inattiva il GTP, si attiva e si stacca dalla proteina G, in particolare dalle altre due

subunità β e γ. Quando si lega l’ormone avviene anche l’idrolisi del GTP in GDP con

liberazione di energia. Il GDP quindi si attacca alla proteina G e la fa attivare. Si crea

quindi con il distacco di α un’interazione tra l’ADENILATO CICLASI e la proteina G:

l’adenilato si attiva e catalizza la conversione dell’ATP in AMP, poi la ciclizza e forma

cAMP. Contemporaneamente la subunità α, avente attività ATPasica, fosforila il GDP

della proteina G e lo trasforma in GTP riportando la proteina G allo stato inattivo. Il

segnale si spegne. Questo è importante perché la proteina G non può rimanere sempre

attiva.

L’ cAMP può avere diversi effetti nell’organismo umano, in particolare può attivare le

PKA, ovvero le PROTEINE CHINASI A, in particolare serin/treoinin chinasi e

tirosin chinasi. (le chinasi sono proteine che trasportano gruppi fosfati mediante il

processo di fosforilazione).

Una proteina chinasi A è formata da quattro subunità: due sono REGOLATORIE a cui

si lega l’ormone e quando ciò avviene esse si staccano dalle altre due, mentre due sono

CATALITICHE che vengono attivate successivamente perché si staccano le

regolatorie.

SEGNALI OFF – SEGNALI DI SPEGNIMENTO

SERINA / TREONINA FOSFOPROTEINA FOSFATASI

► FOSFATASI I/IIA/IIB/IIC (rimuovono gruppi fosfato)

► FOSFODIESTERASI (inibiscono cAMP)

Altro secondo messaggero importante è il calcio. Meccanismi di regolazione della

concentrazione del calcio grazio al cAMP esistono grazie alla coesistenza di antiporto con il

+

sodio Na (all’interno di una cellula il sodio entra e il calcio esce). Questi sono comunque

meccanismi che richiedono energia in quantità seppur limitata perché le cariche si

+ 2+

eguagliano (2Na VS 1Ca ). Il calcio all’interno del citoplasma è immagazzinato nel REL o

nei mitocondri (matrice).

Esistono segnali recettoriali che hanno come secondo messaggero il calcio. Es. una molecola

INOSITOLO TRIFOSFATO IP interagisce con il recettore associato ad una proteina G e

3

permette l’attivazione di FOSFOLIPASI C che scinde IP in PIP e DAG (diacilglicerolo). Il

3 2

2+

PIP mobilizza Ca e ne aumenta la concentrazione intracellulare, ovvero fa in modo che il

2

calcio venga rilasciato dal REL. Il calcio liberato si lega alla proteina CALMODULINA e

può svolgere la sua funzione nella cellula. Invece il DAG attiva la proteina chinasi C che

fosforila specifiche proteine.

Sono recettori associati ad enzimi o essi stessi enzimi: sono quelli anche associati a

3) fattori di crescita. Questi recettori possono essere causa di tumori perché mutazioni a

livello recettoriale possono stravolgere il riconoscimento di un ormone a livello di una

particolare cellula bersaglio e quindi il non riconoscimento dell’ormone fa in modo

che il recettore non si stacchi mai e rimanga sempre attivo, continuando a funzionare.

Questo accade nel caso di carcinomi della mammella o della prostata. Esistono

comunque farmaci che prevengono questo e inattivano il recettore impazzito.

L’attività di questi recettori è principalmente CHINEASICA. Hanno la stessa struttura

delle proteine G: dominio extracellulare a cui si lega l’ormone e dominio intracellulare

con attività catalitica in quanto lo stesso recettore è anche enzima chineasico.

DIMERIZZAZIONE E AUTOFOSFORILAZIONE DEL RECETTORE

La molecola si lega al recettore. Il legame della molecola segnale avvicina e dimerizza il

recettore tanto che una volta dimerizzato avviene una auto fosforilazione del recettore che è

attivo al 100%. Quindi avviene un’ulteriore attivazione. Esso a sua volta fosforilerà nuove

molecole di substrato.

Esistono mutazioni per cui il sito catalitico non ha bisogno di intereazione per essere attivato,

ma è già attivo e non si spegne fisiologicamente.

SMALE GTP – binding protein

La proteina RAS da inattiva diventa attiva e innesca i segnali a valle per fosforilare. Un’altra

proteina è la GRP - 2 che è una proteina adattatrice.

Un’altra importante cosa da ricordare sono le MAP CHINASI (MAPK) che vengono attivate

dalle RAS che non hanno la capacità di trasferire gruppi fosfati alle MAPK mediante

fosforilazioni che le attivano. Le MAPK possono dar luogo ad un segnale che può

influenzare la trascrizione genica e fungere da fattori di trascrizione in maniera indiretta.

DENSIBILIZZAZIONE DEL RECETTORE

Una volta che l’ormone ha interagito con il recettore, si forma il complesso ormone –

recettore. Se tutti hanno occupato il loro recettore e quindi non ci sono più recettori da

occupare, la cellula si dice REFRATTARIA. La cellula non è responsiva perché non ci sono i

recettori, cioè non risponde ai nuovo ormoni che sopraggiungono. Questo complesso viene

endocitato, viene riciclato e poi riportato sulla membrana per ripristinare la concentrazione di

recettori di superficie originaria.

Il complesso ormone – recettore attivato dal legame della molecola segnale genera risposte

tra cui L’INIBIZIONE della risposta del recettore che ora non è più capace di rispondere:

questo lo fa producendo molecole che non cambiano il recettore, ma che ora non permette al

recettore di legarsi. SI PARLA DI DENSIBILIZZAZIONE DEL RECETTORE.

Oltre al cAMP, c’è anche il cGMP, che funge da secondo messaggero. Stesso meccanismo

del primo.

OMEOSTASI DEL CALCIO

Il tessuto osseo è correlato a tutti gli organi del corpo e quindi c’è una particolare regolazione

sia nell’adulto che nel bambino per l’omeostasi.

*Nella cellula a risposo la concentrazione di ioni calcio è nell’ordine del nanomolare.

Nell’ambiente extracellulare è nell’ordine del millimolare. Quindi il gradiente deve essere

mantenuto mediante pompe calcio. Il calcio funge da secondo messaggero.

CONDIZIONE DI IPOCALCEMIA:

Diminuzione della concentrazione di calcio nel sangue. Il calcio cerca di essere ripristinato,

ma le cellule non riescono, per es. con il movimento e quindi con la contrazione muscolare.

CONDIZIONE DI IPERCALCEMIA:

Aumento della concentrazione di calcio nel sangue. Le cellule si contraggono perciò in

maniera anomala perché vengono raggiunte da troppi stimoli -> TETANIA (troppa

contrazione sbagliata).

2+ 2+

Se la [Ca ] =[Ca ] la cellula muore. OMEOSTASI COSTANTE DEL CALCIO CHE

interna esterna

ALTRIMENTI PORTA ALLA MORTE.

Vitamina D3

Non è sintetizzante, ma dobbiamo assumerla con l’alimentazione mediante un

 precursore inattivo, che si attiva poi nel rene. La vit.D3 è considerata un ormone

endogeno.

La funzione nell’osso è quella di garantire un adeguato processo di

 MINERALIZZAZIONE e OSSIFICAZIONE e ACCRESCIMENTO. Una mancanza

di vit. D causata da malnutrizione e una carente esposizione al sole porta al

RACHITISMO. Questo può essere anche causato da mutazioni a livello recettoriale

del recettore della vit.D, ma di solito si ha durante l’accrescimento in cui la matrice

ossea organica non viene mineralizzata sufficientemente.

Se la mancanza di vit. D è causata da una malattia nell’adulto, si parla di

 OSTEOPARACIA, ovvero non è causato dall’accrescimento anomale. La matrice

organica viene mineralizzata male. Nell’adulto chi ha malattie renali ha questa

malattia.

Una scoperta recente è stata il riconoscimento di un recettore per il calcio. Deve riconoscere

la variazione della concentrazione di calcio in condizioni millimolari, quindi ha una bassa

affinità, cioè deve avere una grande quantità di quella molecola per rispondere. Non è un

recettore per una molecola organica, ma per uno ione. Ha 7 domini trans membrana, una

parte extracellulare che lega il calcio e una intracellulare che trasduce il segnale. Quando il

calcio è troppo alto, riconosce la concentrazione e inibisce il PTH, ma allo stesso tempo a

livello tiroideo aumenta la calcitonina. A livello del rene aumenta l’escrezione. Segno che è

un recettore che si trova in più tipi cellulari. Questo è un caso di REGOLAZIONE

DIRETTA.

Il calcio non è solo regolato dall’osso. La concentrazione reale di calcio dipende dalla

condizione delle ossa, dalle ghiandole paratiroidee e tiroide e altri organi, anche molli. Si

definisce CALCEMIA la concentrazione ionica del calcio nel plasma. Essa dipende:

APPARATO DIGERENTE: assorbimento dal cibo

I. OSSO

II. RENE: partecipa omeostasi con una maggiore o minore escrezione.

III.

La calcemia deve essere assolutamente mantenuta costante, altrimenti è letale.

A livello dell’APPARATO DIGERENTE avviene l’assorbimento del calcio e quindi la

digestione. Esso viene mandato attraverso la vena portale al fegato e quindi in generale al

sangue. Il processo dell’assorbimento in questo caso è un processo VITAMINA D –

DIPENDENTE, ovvero è regolato dalla vitamina D attivata nel rene.

A livello del NEFRONE invece avviene la filtrazione e quindi l’escrezione o meno del calcio

nelle urine. In particolare il rene produce CALCITRIOLO, che stimola, se secreto,

l’assorbimento digiunale del calcio e inibendo contemporaneamente il rilascio di

CALCITONINA da parte della tiroide.

A livello della TIROIDE e PARATIROIDE invece la regolazione è dettata dall’equilibrio di

CALCITONINA e PARATORMONE. Calcitonina stimola escrezione a livello renale,

diminuendo la calcemia, mentre paratormone inibisce l’escrezione e stimola l’attività degli

osteoclasti nell’osso, aumentando la calcemia.

A livello dell’OSSO il calcio entra ed esce per opera degli osteociti.

In particolare la calcemia è anche influenzata da più ormoni sessuali, glucocorticoidi e dalla

vit. D per il mantenimento delle ossa.


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AUTORE

Atreyu

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DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in biotecnologie
SSD:
Università: L'Aquila - Univaq
A.A.: 2011-2012

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Atreyu di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Citologia, istologia ed embriologia e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università L'Aquila - Univaq o del prof Teti Anna Maria.

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