Medi Trasduzione del Segnale: Riassunto

Comunicazione Cellulare e Trasduzione del Segnale

Tipi di Comunicazione Intercellulare

  1. Diretta:

    • Tramite giunzioni comunicanti che permettono il trasferimento citoplasmatico di segnali ionici e chimici.

    • Esempio: Passaggio di ioni calcio (Ca2+Ca^{2+}) o piccole molecole come cAMP direttamente tra cellule adiacenti.

  2. Locale:

    • Autocrina:

      • La cellula secerne segnali che agiscono su sé stessa.

      • Importante nella regolazione della crescita e proliferazione cellulare.

    • Paracrina:

      • La cellula secerne segnali che diffondono verso cellule adiacenti (es: istamina).

      • Esempio: Citochine rilasciate durante una risposta infiammatoria.

    • Dipendente dal contatto:

      • Molecole sulla superficie di una cellula si legano a molecole sulla superficie della cellula adiacente (CAM).

      • Cruciale nello sviluppo embrionale e nella risposta immunitaria.

  3. A Lunga Distanza:

    • Sistema Nervoso:

      • Segnali elettrici (neuroni) e chimici (neurotrasmettitori).

      • Alta velocità e specificità nella trasmissione dei segnali.

    • Sistema Endocrino:

      • Segnali chimici trasportati nel sangue (ormoni, neuroormoni).

      • Effetti più lenti e diffusi rispetto al sistema nervoso.

Cell Adhesion Molecules (CAM)

  • Sono glicoproteine transmembrana coinvolte nel legame tra cellule o con la matrice extracellulare (ECM).

  • Le CAM si legano ad altre cellule tramite interazioni omotipiche (stesso tipo di molecola, es. cadherina-cadherina) o eterotipiche (tipi diversi di molecole, es. selectine-mucine).

  • Coinvolte in processi come l'adesione cellulare, la migrazione, la crescita e la differenziazione.

  • Classificazione:

    • Caderine:

      • Ca-dipendenti, mediano l'adesione cellula-cellula nei tessuti.

      • Coinvolte nella morfogenesi e nell'organizzazione tissutale.

    • IgSuperfamily:

      • Ca-indipendenti, comprendono молекули come N-CAM e ICAM.

      • Importanti nelle interazioni immunitarie e nervose.

    • Selectine:

      • Ca-dipendenti, mediano l'adesione dei leucociti all'endotelio durante l'infiammazione.

      • Interagiscono con carboidrati specifici sulle cellule endoteliali.

    • Integrine:

      • Mediano l'adesione cellula-matrice extracellulare (ECM).

      • Coinvolte nella segnalazione bidirezionale tra cellula e ECM.

    • Mucine:

      • Glicoproteine altamente glicosilate che proteggono le superfici mucose.

      • Esempio: PSGL-1, che interagisce con le selectine.

Trasduzione del Segnale
Messaggeri

  • Primo Messaggero:

    • Ligando extracellulare (es: ormone, neurotrasmettitore, fattore di crescita).

    • Si lega al recettore sulla cellula bersaglio.

  • Secondo Messaggero:

    • Molecola di segnalazione intracellulare (es: cAMP, Ca++, DAG, IP3).

    • Amplifica il segnale e attiva cascate di segnalazione a valle.

Istamina

  • Produzione:

    • Sintetizzata dall'istidina tramite l'enzima istidina decarbossilasi.

    • Reazione richiede piridossal fosfato (vitamina B6).

  • Sintesi e Immagazzinamento:

    • Neuroni del cervello, cellule enterocromaffiniche della mucosa gastrica, mastociti.

    • Nei mastociti, l'istamina è immagazzinata in granuli insieme a eparina e proteasi.

  • Rilascio da Mastociti:

    • Mediato dal sistema immunitario (IgE) o da segnali chimici e meccanici.

    • Allergie, traumi, farmaci possono indurre il rilascio.

  • Recettori:

    • H1H_1 (↑Ca++): Contrazione muscolatura liscia, vasodilatazione, prurito.

    • H2H_2 (↑ cAMP): Aumento secrezione gastrica.

    • H3H_3 (↓Ca++): Neurotrasmissione, autorecettore.

    • H4H_4: Chemiotassi dei mastociti e eosinofili.

  • Funzioni:

    • Cellule NON mastociti:

      • Neurotrasmettitore (cervello): Regolazione del ciclo sonno-veglia, appetito.

      • Secrezione di HCl (stomaco): Digestione.

    • Ghiandole esocrine:

      • Aumento della secrezione gastrica (H2), salivare, pancreatica, intestinale, lacrimale e bronchiale (H1).

Serotonina (5-HT)

  • Sintesi:

    • Dal triptofano tramite triptofano idrossilasi e decarbossilasi degli amminoacidi aromatici.

    • Richiede tetraidrobiopterina come cofattore.

  • Distribuzione:

    • Piante, cellule enterocromaffiniche, neuroni serotoninergici, mastociti, ghiandola pineale.

    • Coinvolta nella regolazione dell'umore, del sonno, dell'appetito e della temperatura corporea.

  • Recettori:

    • 14 sottotipi (5-HT1-7), accoppiati a diverse proteine G.

    • Esempio: 5-HT3 è un recettore ionotropico.

Ossido Nitrico (NO)

  • Natura:

    • Ligando gassoso con azione autocrina o paracrina.

    • Breve emivita (pochi secondi) a causa della rapida degradazione.

  • Sintesi:

    • Da L-arginina tramite NO sintasi (NOS).

    • Diverse isoforme: nNOS (neuroni), eNOS (endotelio), iNOS (inducibile).

  • Funzioni Fisiologiche:

    • Sistema circolatorio: Vasodilatazione.

    • Sistema nervoso: Neurotrasmissione.

    • Sistema muscolare: Rilassamento della muscolatura liscia.

    • Sistema immunitario: Citotossicità.

    • Sistema digestivo: Regolazione della motilità.

  • Meccanismo d'Azione:

    • Stimola la guanilato ciclasi, aumentando la produzione di cGMP, che porta al rilassamento della muscolatura liscia.

    • cGMP attiva la protein chinasi G (PKG), che fosforila diverse proteine coinvolte nella contrazione muscolare.