Segnalazione locale e a distanza

Segnalazione locale e a distanza

Al pari della moderna società in cui il ruolo della comunicazione è importante ed essere interconnessi risulta spesso determinante per il lavoro e la nostra vita quotidiana, anche a livello cellulare il ruolo della comunicazione cellula-cellula è assolutamente essenziale. D’altra parte non potrebbe essere diversamente se consideriamo che in un organismo pluricellulare miliardi di cellule hanno assoluto bisogno di comunicare fra loro con meccanismi di segnalazione per poter coordinare la propria attività, attuare la regolazione cellulare e consentire lo sviluppo armonico dell’organismo. Le cellule quindi presentano una fitta rete di comunicazioni la cui complessità può essere superiore a quella del World Wide Web.

I segnali che le cellule ricevono da altre cellule e dall’ambiente circostante sono di varia natura: meccanici (come il contatto), fisici (come i segnali elettromagnetici, la luce, la temperatura), chimici (come metaboliti, ormoni), biologici (contatto con microrganismi). Tuttavia fra cellule la comunicazione (segnalazione cellulare) avviene prevalentemente mediante segnali chimici.

I segnali esterni determinano risposte all’interno della cellula e le tappe definite che portano un segnale della superficie cellulare ad essere convertito in una risposta cellulare specifica sono conosciute come vie di trasduzione del segnale, i cui dettagli molecolari risultano sostanzialmente simili dal lievito al mammifero. Ciò fa pensare che i sistemi di segnalazione si siano evoluti molto prima che il primo organismo pluricellulare facesse la sua comparsa sulla Terra.

Segnalazione locale e a distanza

Sia le cellule di lievito che le cellule di un organismo pluricellulare comunicano rilasciando messaggeri chimici verso cellule che possono essere vicine o a distanza.

Segnalazione locale

Nella segnalazione locale (a breve distanza) le cellule possono comunicare mediante contatto diretto, per esempio gli animali e le piante presentano giunzioni cellulari che consentono un collegamento fra i citoplasmi di due cellule adiacenti con le molecole segnale che diffondono nel citosol. Le cellule animali possono inoltre comunicare fra loro per contatto diretto fra molecole di superficie cellulare legate alla membrana plasmatica (riconoscimento cellula-cellula di rilievo nello sviluppo embrionale e nella risposta immunitaria).

In molti altri casi le cellule segnalano a breve distanza mediante molecole (regolatori locali) in grado di influenzare soltanto le cellule vicine. Un esempio di regolatori locali è dato nei mammiferi dai fattori di crescita, sostanze in grado di stimolare cellule bersaglio vicine ad accrescersi e moltiplicarsi (segnalazione paracrina); un altro esempio è la segnalazione sinaptica dove un segnale elettrico propagandosi lungo una cellula nervosa determina la liberazione di neurotrasmettitori nella sinapsi, spazio fra due cellule nervose contigue o fra una cellula nervosa e la sua cellula bersaglio, che agiscono come stimolo sul bersaglio.

Nelle piante non è stata ancora chiarita nei dettagli la segnalazione a livello locale; probabilmente la presenza delle pareti cellulari comporta che le piante mettano in atto meccanismi di segnalazione alternativi rispetto a quelli degli animali.

Comunicazione a distanza

La comunicazione a distanza si verifica sia nelle piante che negli animali e le sostanze impiegate sono dette ormoni. Tale tipo di comunicazione viene detta segnalazione endocrina e si basa su molecole ormonali liberate nel torrente circolatorio (o vasale) da cellule specializzate, così gli ormoni raggiungono le cellule bersaglio localizzate in altri distretti dell'organismo.

Ciò avviene sia negli animali, dove gli ormoni diffondono con la circolazione sanguigna (es. gli ormoni sessuali, l'insulina) che nelle piante, dove gli ormoni (regolatori della crescita) possono raggiungere i loro bersagli mediante vasi oppure attraverso le cellule o ancora per diffusione nell'aria come fossero gas (es. l'etilene).