Fisiologia generale - molecole segnale e recettori

PEPTIDI

Sono polimeri di amminoacidi, dei quali fanno parte anche le proteine. La maggior parte delle molecole segnale

peptidiche sono pligopeptidi, ossia hanno pochi amminoacidi, altre sono polipeptidi, ossia hanno molti

amminoacidi, per esempio l'insulina, costituita da decine di amminoacidi. Abbiamo anche inoltre le

glicoproteine, come l'ormone luteinizzante o quello follicolo stimolante.

NEUROTRASMETTITORI

Nel sistema nervoso troviamo molecole segnale che sono peptidi, e altre che non lo sono e hanno quindi le

caratteristiche di essere amminiche o amminoderivate, cioè contengono un atomo di azoto N (glutammato,

dopamina, acetilcolina, norepinefrina/noradrenalina, epinefrina/adrenalina, serotonina, istamina, acido

(gamma)amminobutirrico) e questi sono i neurotrasmettitori.

Nei funghi, nei vegetali e nei batteri, sono prodotti metaboliti secondari contenenti N, chiamati ALCALOIDI.

Negli alcaloidi delle piante ci sono molte tossine, molto delle quali sono neurotossine (stupefacenti,

allucinogeni, tipo cocaina o nicotina) e hanno azione sul sistema nervoso; sono quindi affini con i

neurotrasmettitori e agiscono sui recettori che agiscono con i neurostrasmettitori.

L'azoto è quindi molto importante in questo molecole organiche, per la sua azione sui recettori delle cellule

nervose. Importanti sono anche i fattori di crescita, ma li vedremo più avanti.

EICOSANOIDI

Sono molecole lipidiche che si legano alla superficie cellulare e agiscono come segnali paracrini o autocrini (in

sede locale). Scatenano varie risposte come l'aggregazione delle piastrine nella coagulazione del sangue, la

risposta infiammatoria, la contrazione della muscolatura liscia, la risposta febbrile o i dolori influenzali.

La loro formazione parte dall'acido arachidonico (acido grasso), che si trova in maniera frequente nei fosfolipidi

delle membrane cellulari. E' un acido poliinsaturo con 4 doppi legami, quindi tetrainsaturo. E' una molecola

ripiegata e si può formare in un ripiegamento un legame C-C e formare così un elemento ciclico, delle molecole

chiamate PROSTAGLANDINE. L'enzima che realizza questo passaggio si chiama CICLO-OSSIGENASI (COX), che è

un mediatore dell'infiammazione. Infatti l'aspirina, celebre antinfiammatorio, per esempio, inibisce la

ciclo-ossigenasi, inibisce le prostaglandine; l'aspirina ha anche un'azione antitrombica.

Dalle prostaglandine si possono poi produrre o altre prostaglandine, o prosacicline, o trobassani, che sono i 3

principali tipi di eucosanoidi.

RECETTORI

Un recettore è una proteina di membrana che lega una molecola segnale e dà luogo alla trasduzione del

segnale. Un recettore può però anche essere una cellula recettriale, come per esempio le cellule recettoriale

della coclea nell'orecchio, oppure i coni e i bastoncelli legati alla vista...Noi analizzeremo i recettori molecolari,

cioè le proteine di membrana

Esistono 3 tipi di recettori di membrana : - recettori legati a canali ionici; - recettori legati alla proteina G; -

recettori legati ad enzimi

- RECETTORI LEGATI A CANALI IONICI

Si lega il ligando al recettore e il legame fa sì che si apra un poro attraverso il quale passano ioni per diffusione

facilitata, seguendo un gradiente elettrochimico. Sono tipici delle sinapsi (es. sinapsi ad acetilcolina, dove

+

troviamo il recettore nicotinico che fa passare un flisso di ioni Na verso l'interno).

- RECETTORI LEGATI ALLA PROTEINA G

Sono costituiti da una singola catena polipeptidica con 7 passaggi transmembrana, simili a quelli che si trovano

nei canali ionici con la parte citosolica della proteina e la sua parte extracellulare. Quando si lega il ligando, si

attiva una proteina G che a sua volta attiva un'enzima che produce una molecola che modificherà il

metabolismo cellulare (es. recettori beta-adrenergici, recettori del progesterone)

- RECETTORI LEGATI AD ENZIMI

I recettori sono enzimi che fanno avvenire delle reazioni biochimiche. Abbiamo recettori legati ad attività

guanilato ciclasica (consuma GTP) oppure tirosino chinasica (consuma ATP).

Ogni recettore lega varie molecole, ma con qualcuna avrà maggiore affintà, e alla fine si legherà quindi con

questa molecola. Tuttavia non tutte le interazioni possono dare però lo stesso esito. Possiamo avere molecole

che attivano il recettore, altre che lo inibiscono. Pertanto si dice AGONISTA una molecola che si lega ad un

recettore e attiva il sistema di trasduzione del segnale, e ANTAGONISTA una molecola che si lega ad un

recettore ma non lo attiva, non general un segnale nella celllula, blocca il recettore e compete con altri ligani

impedendo loro di attivare il recettore. I farmaci sono progettati secondo questi 2 concetti: alcuni sono agonisti

(es. agonisti delle dopamine usati nel morbo di parkinson) mentre altri sono antagonisti verso alcuni recettori

(es. antagonisti delle dopamine, usati nello stesso recettore precedente per il trattamendo della schizofrenia)

RECETTORI ENDOCELLULARI

Sono un esempio i recettori degli ormoni steroidei (estrogeni, progesterone, androgeno) o tiroidei. Questi

particolari recettori legano la loro molecola che li attiva, si trasformano quindi in fattori di trascrizione, ossia

entrano nel nucleo e promuovono la trascrizione genica, che poi porterà alla sintesi di una proteina. (in

particolare, nel caso dell'ormone tiroideo, la trascrizione avviene grazie alla "distruzione" di un repressore

dell'ormone che si trova nel cromosoma e viene "distrutto" grazie al fatto che al DNA si lega l'ormone con uno

speciale coattivatore e avviene così la trascrizione genica)

TRASDUZIONE DEL SEGNALE

Una delle principali modalità con cui avviene la trasduzione è l'insorgenza delle fosforilazioni, quindi le chinasi