Fisiologia umana

COMUNICAZIONI VIA MESSAGGERI EXTRACELLULARI

Questo tipo di comunicazione avviene a distanza attraverso segnali chimici, ovvero per mezzo di molecole segnale che vengono lanciate nello spazio extracellulare da una cellula e che diffondono raggiungendo l'altra cellula.

Otto Loewi, fisiologo del 900, fece degli esperimenti che gli permisero di capire che esisteva una comunicazione chimica tra cellule. Loewi sperimentò che stimolando il nervo vago riduceva i battiti del cuore. Di fatto, la comunicazione tra nervo vago e cuore avviene tramite comunicazioni sinaptiche.

Le fasi della comunicazione intracellulare prevedono:

1. EMISSIONE del segnale, in cui la cellula fa uscire attraverso la membrana la molecola segnale che raggiunge altre cellule
2. DIFFUSIONE DEL SEGNALE, in cui la molecola segnale si diffonde nel liquido circostante
3. RICONOSCIMENTO DEL BERSAGLIO, con ricezione del segnale da parte delle cellule
4. L'INTERNALIZZAZIONE DEL MESSAGGIO, in cui sarà opportuno...

Che la cellula riceva il messaggio (informazione) da portare all'interno della membrana, l'informazione della molecola segnale.

5) TRASDUZIONE DEL SEGNALE in cui avverrà una volta raggiunta l'informazione della molecola segnale.

Inoltre le rispettive fasi del Riconoscimento del bersaglio e dell'Internalizzazione del messaggio in alcuni casi si possono invertire.

La molecola segnale deve avere determinate caratteristiche ovvero: bassa concentrazione e avere vita breve. Queste caratteristiche sono essenziali perché nel liquido extracellulare un incremento eccessivo di determinate molecole segnale possono determinare una sua alterazione.

Il tipo di risposta della cellula bersaglio dipende da 3 fattori: -(sopravvivenza, mitosi, differenziazione)- un RECETTORE che riceve il segnale applicando codici differenti.- Un Fenotipo intesa come espressione genetica- Contemporanea esposizione ad altre molecole segnale

La quantità della risposta dipende da 4 fattori:-

processo di trascrizione. Proprio Perché la proteina inibitrice copre i domini. Ma nel momento in cui arriva il DOMINIO LIGANDO( ormone specifico) si lega, determinando un cambiamento conformazionale del recettore stesso che consente di dissociare la proteina inibitrice, di conseguenza il Recettore legato al Ligando ha la possibilità di entrare nel nucleo e di legarsi al DNA e avviare il processo di TRASCRIZIONE di specifici geni e la sintesi di specifiche proteine.

GPCR = G protein-coupled receptors

I GPCR sono proteine transmembrana, e tutti gli stessi recettori hanno la stessa struttura di base costituita sempre da 7 attraversamenti di membrana. Nel dominio intracellulare è presente un sito di legame per la proteina G che inizialmente è mascherato da altri avvolgimenti della proteina stessa non permettendo la comunicazione con la proteina G. Nel momento la molecola segnale si lega al dominio extracellulare si modifica la struttura. Di fatti, dominio extracellulare

è presente un sito specifico di legame, in cui si lega la molecola segnale che a sua volta permette un cambiamento conformazionale che permette di smascherare e scoprire il sito di legame per la proteina G presente nel dominio intracellulare.

La G-Protein è una proteina di membrana periferica, eterotrimerica cioè costituita da 3 subunità: alpha, beta e gamma.

La proteina G è una proteina di superficie della membrana ma non può staccarsi dalla membrana perché sia la subunità Alpha che Gamma sono legate tra loro, tuttavia questo non le impedisce di spostarsi.

Inoltre la proteina G è costituita dall’equivalente energetico GTP (ad alto contenuto energetico) formato dalla Guanina+3P, essa svolge azione enzimatica sul GTP idrolizzandolo (scinde un P) e formando GDP.

Dopo aver svolto l’idrolisi, uno dei prodotti rimane legato al sito di legame della proteina G (sub unità alpha) e non permette l’entrata di un altro.

GTP.Se il GDP rimane legato al sito di legame non può legarsi un'altra molecola di GTP e si blocca l'azione enzimatica della proteina G; che invece potrà sbloccarsi nel momento in cui la Protein G si lega al RECETTORE (legato al LIGANDO) cioè l'ormone o neurotrasmettitore, permettendo il cambiamento conformazionale della proteina G che consente l'espulsione del GDP a cui conseguentemente si potrà legare una nuova molecola di GTP alla Sub-unità alpha, che determina a sua volta un ulteriore cambiamento conformazionale che porta alla separazione della proteina G con la subunità alpha che va in una direzione, e il complesso BETA E GAMMA che vanno in direzione opposta.

In questa forma, ovvero subunità alpha legata al GTP, la subunità alpha potrà legarsi alla proteina EFFETTRICE e permettere l'azione enzimatica dell'effettore. La subunità alpha ha azione enzimatica di idrolisi su GTP, ma prima di idrolizzarlo,

A,dipendente da cAMP) .La proteina CHINASI permette la fosforilazione, ovvero trasferisce gruppi Pdall’ATP ad un’altra proteina Kinasi (in questo caso il substrato). Inoltre questaproteina Chinasi ha specificità nei confronti di una determinata sequenza diamminoacidi per nel momento in cui la PKA si attiva potrà fosforilare diverseproteine modificandone diverse funzioni.

ATP > adelinatociclasi = cAMP > fosfodiesterasi > AMPSi parte da una molecola di ATP legato all’Adenina+Ribosio +3P. L’enzimaAdelinatociclasi che agisce in corrispondenza del 1e2° fosfato, li idrolizza. Aquesto punto rimane un solo P(fofsfato) che viene ciclizzato e l ‘ Ossigeno delfosfato di lega al Ribosio producendo una struttura ciclica ( ad anello).L ‘cAMP prodotto entrerà nel citos