Fisiologia - comunicazione cellulare

Segnali elettrici : variazioni del potenziale di membrana

Segnali chimici : costituiti da molecole secrete nel LEC

Vi sono quattro mezzi di comunicazione intercellulare:

- Giunzioni comunicanti : canali proteici che formano ponti tra due cellule adiacenti, formato da connessine a creare un connessone,

permettono il passaggio diretto di segnali elettrici o chimici tra cellule adiacenti.

- Segnali dipendenti da contatto : molecole sulla superficie di una cellula si legano a molecole sulla superficie di una cellula adiacente,

queste molecole sono le CAM, molecole che fungono anche da adesione celluare.

- Comunicazione locale: tramite molecole che diffondono nel LEC, segnale paracrino quando la cellula bersaglio si trova nelle immediate

vicinanze, segnale autocrino quando la cellula bersaglio è la cellula stessa. citochine

- Comunicazione a lunga distanza: tramite segnali elettrici propagati da cellule nervose e segnali chimici (ormoni) trasportati dal sangue.

Neurotrasmettitore: diffonde dal neurone fino alla cellula bersaglio con effetto rapido.

Se agisce più lentamente è un neuromodulatore, se diffonde nel sangue è un neuroormone.

Il fatto che alcune cellule rispondano ad un segnale chimico ed altre no dipende dalla presenza di recettori specifici.

Molecole segnale lipofile possono diffondere nel doppio strato lipidico e raggiungere i recettori che saranno o nel citosol o nel

nucleo. Molecole segnale lipofobe non possono diffondere nel doppio strato lipidico quindi il loro recettore sarà nella membrana.

Recettori più semplici sono : recettori-canale sono controllati chimicamente, il legame del ligando permette l’apertura o la chiusura

del canale. Vi sono recettori enzimatici, recettori associati a proteine G, recettori costituiti da integrine.

Trasduzione del segnale: processo attraverso cui una molecola segnale (primo messaggero) attiva un recettore di membrana che

altera a sua volta molecole intracellulari evocando una risposta. Nei sistemi biologici il segnale è anche amplificato, la molecola

segnale viene convertita in molte molecole di secondo messaggero, questo permette all’organismo di risparmiare. Le tappe di una

via di trasduzione del segnale formano una cascata.

I recettori enzimatici possiedono due regioni : regione recettoriale sulla superficie extracellulare, e regione enzimatica sul versante

intracellulare. Il legame ligando recettore attiva l’enzima, che è una proteinchinasi come la tirosina chinasi.

I recettori associati a proteine G, costituiscono una famiglia di proteine integrali di membrana che attraversano il doppio strato

lipidico 7 volte. La parte citoplasmatica della proteina si lega alla proteina G (molecola di trasduzione) lo scambio di GDP con GTP

attiva la proteina G che permette l’apertura di canali ionici o modifica l’attività enzimatica all’interno della cellula. La maggior parte

delle vie di trasduzione del segnale sono costituite da proteine G.

Enzimi amplificatori: adenilato ciclasi, fosfolipasi.

Sistema adenilato ciclasi – AMPc accoppiato a proteine G :

adenilato ciclasi: enzima amplificatore, converte ATP in AMPciclico.

L’AMP ciclico attiva la proteinchinasi A, che fosforila a cascata le proteine intracellulari.

Quando una molecola segnale attiva la fosfolipasi C, questa converte un fosfolipide di membrana in diacilglicerolo e inositolo

trifosfato. Il diacilglicerolo interagisce con la proteinchinasi C che fosforila proteine citosoliche.

L’inositolo trifosfato è un messaggero idrosolubile che entra nel citoplasma, si lega ad un canale per il calcio e permette il passaggio

di ioni calcio dal RE al citosol.

Le proteine transmembrana = integrine sono implicate nella coagulazione del sangue, riparazione di ferite, adesione cellulare,

riconoscimento durante la risposta immunitaria, movimento durante lo sviluppo cellulare. All’interno della cellula si legano al

citoscheletro tramite proteine di ancoraggio.

I recettori più semplici sono costituiti da canali ionici a controllo di ligando, l’attivazione di un recettore canale evoca la risposta più

rapida, con l’apertura o chiusura di un canale e la conseguente maggiore o minore permeabilità. Esempio : neurotrasmettitore

acetilcolina si lega al recettore e permette l’apertura del canale per il sodio e il suo passaggio secondo il gradiente elettrochimico.

L’entrata depolarizza la fibra muscolare evocando una cascata di eventi che porta alla contrazione muscolare.

Il calcio entra nella cellula tramite canali del calcio voltaggio dipendenti, il calcio può anche essere rilasciato da compartimenti

intracellulari a opera di secondi messaggeri, la maggior parte del calcio è accumulato nel RE. Il rilascio di calcio crea un segnale, gli

ioni calcio si legano a proteine citoplasmatiche esercitando vari effetti : altera lo stato di apertura o chiusura dei canali, altera

proteine di regolazione, si lega a proteine di regolazione per permettere l’esocitosi di vescicole di secrezione, in un uovo fecondato

da inizio allo sviluppo embrionale.

Vi sono due gruppi principali di segnali paracrini derivati dall’acido arachidonico:

- Leucotrieni : prodotte dall’attività dell’enzima lipoossigenasi sull’acido arachidonico.

- Prostanoidi : prodotte dall’attività dell’enzima cicloossigenasi (COX ) sull’acido arachidonico. Sono le prostaglandine e i

trombossani.

Farmaci antiinfiammatori (fans) agiscono inibendo l’enzima COX, e riducendo la sintesi di prostaglandine.

Capitolo 6