Fisiologia cellulare

Segnale Recettore Risposta

PRODUCE IL BERSAGLIO

Ci sono tre tipi di molecole segnale della cellula:

• Non permeanti: non possono attraversare la membrana e presentano nella cellula target un tipo di recettore per determinare una risposta;
• Permeanti: possono attraversare la membrana e presentano recettori intracellulari (nel citosol) o nel nucleo, poiché possono attraversare la membrana essendo per la maggior parte di origine lipidica;
• Molecole associate alla cellula: si tratta di molecole segnale già presenti nella membrana della cellula target, quindi è un recettore membranale che viene attivato in seguito a un legame della molecola segnale, che però è antagonista della cellula target. La comunicazione dipendente dal contatto si verifica quando le molecole di segnalazione si trovano sulla superficie di una cellula e segnalano alle cellule bersaglio legandovisi senza abbandonarla. È molto usata da.

moltiplicazione e il metabolismo cellulare di un tessuto;

L'apporto sanguigno, nutritizio e respiratorio;

Lo sviluppo dell'organismo;

Le reazioni locali e infiammatorie, sostenendole e facilitandole.

Possono essere prodotti da comuni cellule dei tessuti, cellule specializzate distribuite nell'organismo o cellule migranti del sistema immunitario.

La loro distribuzione può essere sistemica di un intero apparato, come le cellule enterocromaffini e l'apparato iuxtaglomerulare del rene.

Possono esserci anche dei messaggeri locali che però degradano gli ormoni: alcuni esempi sono la gastrina, la colecistochinina (CCK), la secretina, il peptide intestinale vasoattivo (VIP) e la renina, secreta dall'apparato iuxtaglomerulare.

Chimicamente i messaggeri locali possono essere:

• Derivati di AA (istamina);
• Oligopeptidi (fattori chemiotattici dei leucociti);
• Proteine (come i fattori di crescita);
• Derivati degli acidi grassi (come le

prostaglandine). Altri messaggeri chimici locali possono essere, ad esempio, gli oligopeptidi come le linfochine (ointerleuchine), che si possono trovare anche in piccole tracce nel circolo sanguigno, perché sono liberate dai linfociti sensibilizzati. Queste sono fondamentali nel regolare l'azione degli elementi cellulari deputati alla risposta immunitaria di tipo tissutale in presenza di cellule fungine, cellule trapiantate o cellule cancerose.

Un esempio è il linfocita T, ceppo sensibile agli antigeni di membrana di una cellula estranea, che coopera con i macrofagi. Dei tipi di linfochine sono:

• Le MIF (migration inhibition factor);
• L'IL2 (interleuchina-2);
• L'interferone.

Altri messaggeri chimici sono i neuromodulatori: in questo caso la comunicazione è neurocrina. Questi agiscono, inibendo o facilitando l'azione dei neurotrasmettitori su un singolo neurone, su una singola sinapsi oppure, in modo diffuso, sugli elementi cellulari che si

trovano su una certa area del tessuto. Oltre a questi, degli altri messaggeri chimici sono i fattori neurotrofici: sono molto importanti perché coinvolti nelle interazioni funzionali e metaboliche che legano due elementi cellulari congiunti sinapticamente (passaggio trans-sinaptico). Un esempio classico riguarda ciò che succede nelle giunzioni neuromuscolari: queste presentano dei canali che permettono il passaggio degli elettroliti, dei fattori trofici che vengono liberati a livello sinaptico ma probabilmente agiscono anche ad altri livelli cellulari non giunzionali.

Neurotrasmettitori

I neurotrasmettitori sono sostanze che, liberate da un terminale presinaptico di una fibra nervosa all'arrivo del potenziale d'azione, agiscono su specifici recettori esposti dall'elemento postsinaptico per innescare in quest'ultimo una risposta cellulare, elettrica o di altro tipo. Quelli "classici" attivano dei recettori localizzati in corrispondenza del

contatto sinaptico, inducendo direttamente un segnale elettrico postsinaptico. In realtà il concetto di neurotrasmettitore può essere esteso per comprendere anche sostanze che, pur liberate secondo modalità simili a quelle dei neurotrasmettitori classici, agiscono su recettori extrasinaptici ed esercitano effetti modulatori più o meno indiretti sui meccanismi dell'eccitabilità neuronale, o comunque sulle funzioni dell'elemento postsinaptico. Possono essere dei neuropeptidi (come la Met-encefalina), dei derivati degli amminoacidi (ATP) e delle ammine biogene (acetilcolina) oppure dopamina, adrenalina, istamina, serotonina, noradrenalina e alcuni amminoacidi (GABA, glicina, glutammato).

Neuropeptidi: agiscono come dei veri e propri neurotrasmettitori, ma anche come regolatori/modulatori della trasmissione sinaptica. Sono quindi delle molecole segnale coinvolte nella modulazione di un'ampia gamma di processi fisiologici e comportamentali.

costituiti da 3-40 amminoacidi, vengono rilasciati dai neuroni e agiscono sui recettori del SNC. Finora ne sono stati identificati più di 100, possono essere classificati in parecchi gruppi funzionali: tabella6.2 lez 5 e possono essere co-rilasciati insieme a un altro neurotrasmettitore; a livello sinaptico agiscono come neurotrasmettitori primari, anche se per loro non avviene il riassorbimento.

COMUNICAZIONE INTERCELLULARE MEDIATA DA ORMONI

Possiamo parlare di funzione endocrina se una cellula A secerne un ormone, il quale andrà nel sangue e raggiungerà la cellula target, abbastanza distante dalla cellula che l'ha prodotto. Un esempio di questo tipo può riguardare le cellule del pancreas.

Nella funzione neurocrina l'ormone viene trasportato lungo l'assone e poi trasportato nel sangue, raggiungendo così un bersaglio lontano. Il carrier quindi è lo stesso, ma un esempio di questo tipo di comunicazione è ovviamente il

neurone. Nella funzione paracrina invece il segnale ormonale è trasportato per una breve distanza, quindi ad una cellula vicina, attraverso il fluido interstiziale. Nella funzione autocrina invece il segnale ormonale agisce sulla stessa cellula dalla quale è originato oppure in alcune cellule vicine che hanno però le stesse caratteristiche.

IL SISTEMA ENDOCRINO slide 21 lez.5

Esiste una comunicazione fondamentale dettata dalle interazioni tra il sistema nervoso e il sistema endocrino: sia i neuroni che le cellule endocrine possono secernere sostanze chimiche nel torrente sanguigno. Inoltre, una cellula endocrina può produrre delle ammine biogene con funzione neurotrasmettitoriale e, al contrario, molecole di neurotrasmettitori che agiscono come ormoni; i recettori per gli ormoni e i neurotrasmettitori presentano anche molte analogie strutturali.

Prostaglandine

Appartengono a una famiglia di acidi grassi insaturi ciclici a 20 atomi di C, derivanti dall'...

• Stimolano la contrazione muscolare liscia, specialmente quella uterina. La PGE2 si forma nel miometrio durante il travaglio;
• Favoriscono la pervietà del dotto del Botallo nei neonati con questo tipo di patologia;
• Agiscono nell'aggregazione delle piastrine (quindi sono coinvolte nella coagulazione);
• Hanno un particolare effetto nelle reazioni infiammatorie.

TRASMISSIONE DEL SEGNALE

Ci sono due principali vie di trasmissione del segnale all'interno della cellula:

1. Un tipo di recettore trasmette il segnale a un enzima, chiamato effettore, che catalizza la produzione di un secondo messaggero. I secondi messaggeri sono piccole molecole che attivano o disattivano specifiche proteine, mentre il primo messaggero è la molecola segnale extracellulare;
2. Un tipo di recettore trasmette il segnale trasformando il proprio dominio citoplasmatico che diventa capace di reclutare proteine segnale intracellulari.

Il risultato,

per entrambe le vie, consiste nell'attivazione di una proteina situata all'inizio di una via disegnalazione intracellulare. Le molecole segnale vengono chiamate anche ligandi, proprio per la loro capacità di legarsi al recettore. Questo tipo di interazione ligando-recettore provoca un messaggio, che poi si propaga attraverso la membrana fino al dominio citoplasmatico stesso del recettore.

CARATTERISTICHE FONDAMENTALI DEI SISTEMI DI SEGNALAZIONE CELLULARE

La segnalazione cellulare inizia con il rilascio di molecole segnale da parte di cellule che mandano dei messaggi ad altre cellule. Le cellule possono rispondere a questi segnali soltanto se esprimono i recettori specifici. Le molecole segnale (ligandi) si legano al proprio recettore, espresso da cellule bersaglio. Questa interazione provoca un segnale che si propaga attraverso la membrana al dominio citoplasmatico del recettore.

TRASDUZIONE DEL SEGNALE

Si tratta di un processo che trasforma il segnale, che è stato

Il termine "trasduzione del segnale" si riferisce ai cambiamenti che avvengono all'interno di una cellula in seguito alla ricezione di un segnale esterno di diversa natura (ad esempio onde radio). Questo processo avviene attraverso un recettore che trasforma il segnale in un tipo di energia diversa (ad esempio da onda radio a onda sonora) e lo amplifica, portando alla risposta determinata da quel segnale.

Le vie di trasduzione del segnale iniziano con il legame di un primo messaggero alla proteina recettrice, che porta alla modifica della proteina stessa e all'inizio della segnalazione intracellulare. Questo può avvenire attraverso l'azione di proteine chinasi, che aggiungono un gruppo fosfato, o di fosfatasi, che rimuovono gruppi fosfato. Entrambi agiscono come secondi messaggeri. Queste proteine vengono attivate in seguito alla prima segnalazione e portano alla risposta cellulare.

Alcuni esempi di queste vie di trasduzione del segnale includono: