TRASMISSIONE DEI SEGNALI E COMUNICAZIONE TRA LE CELLULE

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Fiora Bartolini
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1 TRASMISSIONE DEI SEGNALI E COMUNICAZIONE TRA LE CELLULE

GLI ORMONI SONO MESSAGGERI CHIMICI SINTETIZZATI DA CELLULE O GHIANDOLE DETTE ENDOCRINE POICHE RIVERSANO NEL SANGUE DIRETTAMENTE QUESTI LORO PRODOTTI.

2 GLI ORMONI SONO MESSAGGERI CHIMICI SINTETIZZATI DA CELLULE O GHIANDOLE DETTE ENDOCRINE POICHE RIVERSANO NEL SANGUE DIRETTAMENTE QUESTI LORO PRODOTTI. GLI ORMONI VIAGGIANO IN TUTTO L ORGANISMO FINO AD ARRIVARE ALLE CELLULE DETTE BERSAGLIO IN QUANTO CONTENGONO PROTEINE CON FUNZIONE DI RECETTORI CAPACI DI

3 INTERAGIRE SPECIFICATAMENTE CON ESSI. GLI ORMONI SVOLGONO VARIE FUNZIONI REGOLATORIE A LIVELLO CELLULARE, MODULANDOLE E CONTROLLANDOLE IN SINTONIA CON IL SISTEMA NERVOSO. LE RISPOSTE CHE IL SISTEMA ENDOCRINO EVOCA RICHIEDONO MINUTI OD ORE, MA UNA VOLTA CHE SI SONO INSTAURATE POSSONO DURARE A LUNGO.

4 SFERA D AZIONE DEGLI ORMONI: METABOLISMO CELLULARE; EQUILIBRIO IDRO-ELETTROLITICO; ACCRESCIMENTO E SVILUPPO CORPOREO; RIPRODUZIONE; EMOPOIESI; SISTEMA CARDIOCIRCOLATORIO; SISTEMA DIGERENTE.

5 ESISTONO GHIANDOLE CHE OLTRE ALLA FUNZIONE ENDOCRINA NE SVOLGONO ALTRE COME IL PANCREAS, I TESTICOLI; TALI GHIANDOLE VENGONO DEFINITE MISTE. UNA GHIANDOLA PUO SINTETIZZARE ORMONI CAPACI DI AGIRE A LIVELLO DI UN ALTRA GHIANDOLA REGOLANDONE, A SUA VOLTA, LA PRODUZIONE E LA SECREZIONE DEL RISPETTIVO ORMONE: IN QUESTO CASO L ORMONE VIENE DETTO TROFICO ( TSH, FSH, LH, ACTH).

6 SGUARDO D INSIEME SUL SISTEMA ENDOCRINO

8 CONCENTRAZIONE PLASMATICA DI UN ORMONE

9 I PRINCIPALI SONO TRE: FEEDBACK NEGATIVO O RETROAZIONE NEGATIVA ( TSH) ; RIFLESSO NEUROENDOCRINO ( CORTISOLO); RITMI CIRCADIANI.

10 FEEDBACK NEGATIVO COMPLESSO

11 RITMI CIRCADIANI: LA SECREZIONE DELL ORMONE E LEGATA A STIMOLI ESTERNI COME LUCE E BUIO E PRESENTA UN ANDAMENTO CHE MUTA NEL CORSO DEL GIORNO, CARATTERIZZATO DA UN LIVELLO MASSIMO ED UNO MINIMO CHE SI RAGGIUNGONO IN DETERMINATE ORE.

12 RIFLESSO NEUROENDOCRINO

14 GLI ORMONI VENGONO DISTINTI IN BASE ALLA STRUTTURA CHIMICA IN: DERIVATI AMINOACIDICI; PROTEICI (+ DI 100 AA ) O POLIPEPTIDICI; STEROIDEI. DERIVANO DALLA MODIFICAZIONE DI AMINOACIDI: TIROSINA CATECOLAMINE ADRENALINA NORADRENALINA ORMONI TIROIDEI T₃ E T₄

15 TRIPTOFANO MELATONINA VENGONO SINTETIZZATI E ACCUMULATI IN VESCICOLE DI SECREZIONE:INIZIALMENTE, NEL RETICOLO ENDOPLASMATICO, SI FORMA IL PRE-PROORMONE CHE VIENE SCISSO NEL PROORMONE NELL APPARATO DI GOLGI E POI IMMAGAZZINATO IN ORMONE ATTIVO, CON

16 FRAMMENTI VARI PRIVI DI ATTIVITA BIOLOGICA. TALI ORMONI ESSENDO IDROSOLU- BILI, NON HANNO BISOGNO DI UN TRASPORTATORE PER GIUNGERE A CONTATTO DELLA CELLULA BERSAGLIO SULLA QUALE E ESPRESSO IL RECETTORE; INFATTI NON POSSONO PERMEARE LA MEMBRANA E PER TRASMETTERE IL SEGNALE HANNO BISOGNO DI UN SISTEMA DI TRASDUZIONE. GLI ORMONI SONO ATTIVI A CONCENTRAZIONI MINIME; DOPO AVER ESPLETATO LA LORO

17 AZIONE VENGONO INATTIVATI DA ENZIMI EPATICI, RENALI, EMATICI O DELLE CELLULE BERSAGLIO. GLI ORMONI IDROFILI ( PEPTIDI E CATECOLAMINE) POICHE VENGONO INATTIVATI RAPIDAMENTE HANNO UNA EMIVITA E VITA BREVE NEL SANGUE, DA POCHI MINUTI A POCHE ORE, POI VENGONO ESCRETI CON LE URINE.

18 VENGONO SINTETIZZATI A PARTIRE DAL COLESTEROLO, SONO LIPOSOLUBILI HANNO BISOGNO,QUINDI, PER ESSERE VEICOLATI NEL SANGUE DI PROTEINE TRASPORTATRICI; SONO IN GRADO DI PERMEARE LE MEMBRANE PLASMATICHE, PERTANTO, IL LORO RECETTORE PUO TROVARSI NEL CITOSOL O NEL NUCLEO; IL LEGAME CON IL RECETTORE DA LUOGO AD UN COMPLESSO CHE SI LEGA AL DNA ATTIVANDO O REPRIMENDO LA TRASCRIZIONE DI UNO O PIU GENI CHE VENGONO TRASCRITTI IN NUOVO RNAm.LA TRADUZIONE PORTA ALLA SINTESI DI NUOVE PROTEINE

19 ( RISPOSTA CELLULARE). TALI ORMONI POICHE NON SONO IDROSOLUBILI DEVONO ESSERE VEICOLATI NEL PLASMA DA PROTEINE TRASPORTATRICI CHE NE RALLENTANO ANCHE LA LORO METABOLIZZAZIONE IN COMPOSTI PIU IDROSOLUBILI CHE POSSONO ESSERE ELIMINATI CON LE URINE; LA DURATA DELLA LORO AZIONE E INFATTI POSSONO RIMANERE NEL PLASMA PER ORE ( ORMONI STEROIDEI) O PER GIORNI (ORMONI TIROIDEI). E OPPORTUNO SOTTOLINEARE CHE SOLO LA QUOTA DI ORMONE LIBERO DAL LEGAME CON LE PROTEINE E BIOLOGICAMENTE ATTIVA.

LA SECREZIONE DI UN ORMONE, IN DETERMINATE CONDIZIONI, PUO DIMINUIRE (IPOSECREZIONE) O ANDARE INCONTRO AD UN AUMENTO (IPERSECREZIONE); SI PUO,COSI DETERMINARE UNA PATOLOGIA ENDOCRINA,

20 LA SECREZIONE DI UN ORMONE, IN DETERMINATE CONDIZIONI, PUO DIMINUIRE (IPOSECREZIONE) O ANDARE INCONTRO AD UN AUMENTO (IPERSECREZIONE); SI PUO,COSI DETERMINARE UNA PATOLOGIA ENDOCRINA, COME ANCHE NEL CASO IN CUI SI HA UNA ALTERATA RESPONSIVITA DEI RECETTORI NEI CONFRONTI DELL ORMONE; UN ESEMPIO UTILE ALLA COMPRENSIONE E RAPPRESENTATO DALL INSULINA, ORMONE DI CUI PARLEREMO

21 IN SEGUITO; QUANDO I LIVELLI PLASMATICI DI TALE ORMONE SI MANTENGONO ELEVATI PER UN LUNGO PERIODO DI TEMPO, LE CELLULE BERSAGLIO PER UN FENOMENO DETTO DI DOWN REGULATION, RIDUCONO IL NUMERO DEI RECETTORI VANNO INCONTRO,CIOE, A DESENSIBILIZZAZIONE ALL INSULINA. PERMISSIVITA, SINERGIA E ANTAGONISMO

22 SEDE DELL AZIONE DELL ORMONE IN BASE ALLA STRUTTURA CHIMICA

23 ORMONI PROTEICI O PEPTIDICI E AMINOACIDICI LE PROTEINE G POSSONO ESSERE STIMOLATORIE GS O INIBITORIE GI CIOE O LA CONCENTRAZIO- NE DELL AMPC; L ORMONE VIENE DETTO I MESSAGGERO E L AMPC II MESSAGGERO; OLTRE ALL AMPC SI POSSONO FORMARE ALTRI II MESSAGGERI. I RECETTORI,IN QUESTO CASO, POSSONO ESSERE O ASSOCIATI A PROTEINE G O RECETTORI- ENZIMI.

24 ORMONI STEROIDEI E TIROIDEI

25 RECETTORI INTRACELLULARI

26 ASSE IPOTALAMO-IPOFISARIO

30 REATTIVITA LE CELLULE ANCHE IN ASSENZA DELL ORMONE HANNO UN ATTIVITA BASALE; QUANDO LA CONCENTRAZIONE DELL ORMONE GIUNGE ALLA SOGLIA AUMENTA LA RISPOSTA CELLULARE FINO AD UN EFFETTO MASSIMO. ED 50 = CONC. ORMONALE CHE PRODUCE META DELLA RISPOSTA MASSIMALE : LA CURVA SPOSTATA A DESTRA INDICA SENSIBILITA.

E UN ORMONE PEPTIDICO PRODOTTO DALLA PORZIONE ENDOCRINA DEL PANCREAS ( GHIANDOLA MISTA) COSTITUITA DA CELLULE RAGGRUPPATE IN ISOLOTTI,CIRCA UN MILIONE, DETTI

31 E UN ORMONE PEPTIDICO PRODOTTO DALLA PORZIONE ENDOCRINA DEL PANCREAS ( GHIANDOLA MISTA) COSTITUITA DA CELLULE RAGGRUPPATE IN ISOLOTTI,CIRCA UN MILIONE, DETTI ISOLE DI LANGERHANS CHE SONO DISTRIBUITE TRA LE CELLULE ESOCRINE E RAPPRESENTANO L 1-2% DELLA MASSA TOTALE. LE CELLULE ENDOCRINE VENGONO DISTINTE IN: α, β, δ, F.

32 LE CELLULE ENDOCRINE SONO DISTINTE IN α β δ F GLUCAGONE INSULINA SOMATOSTATINA POLIPEPTIDE P SOMATOSTATINA PANCREATICA: DIMINUISCE LA VELOCITA DI DIGESTIONE E DI ASSORBIMENTO DEL GLUCOSIO E DEGLI AA; INFATTI LA SUA SECREZIONE AVVIENE COME RISPOSTA AD UN AUMENTO DI TALI SOSTANZE NEL PLASMA SULLE QUALI AGISCE DIMINUENDONE I LIVELLI. ( SECRETA ANCHE DAL TRATTO DIGERENTE E DALL IPOTALAMO).

33 INSULINA VIENE SECRETA DALLE CELLULE β CHE SONO LE PIU NUMEROSE E DISPOSTE AL CENTRO DELLE ISOLE; E COSTITUITA DA DUE CATENE, LA A DI 21 AA E LA B DI 30 AA, UNITE DA DUE PONTI DI SOLFURO. L INSULINA E SINTETIZZATA SOTTO FORMA DI PRE-PROINSULINA, PEPTIDE DI 110 AA, SUCCESSIVAMENTE SI DISTACCA IL PEPTIDE SEGNALE E SI FORMA LA PROINSULINA, A

34 CATENA SINGOLA; NELLA FASE SEGUENTE SI STACCA IL PEPTIDE DETTO DI CONNESSIONE (PEPTIDE C ) E LE DUE CATENE RESIDUE FORMANO LA MOLECOLA DELL INSULINA. L INSULINA VIENE ESOCITATA DALLA CELLULA β CON UN MECCANISMO PARTICOLARE.

35 SINTESI E SECREZIONE DELL INSULINA PROINSULINA GLUCOSIO GLUT 2 CANALI DEL K+ AMPC--DIPENDENTI CANALI DEL Ca++ VOLTAGGIO-DIPENDENTI

36 LO STIMOLO CHE DETERMINA IL RILASCIO DI INSULINA E RAPPRESENTATO DALL AUMENTO DELLA CONCENTRAZIONE DI GLUCOSIO E DI AA NEL PLASMA. IL VALORE FISIOLOGICO DELLA GLICEMIA DEVE ESSERE COMPRESO TRA mg/100 ml DI PLASMA; DOPO UN PASTO A BASE SOPRATTUTTO DI GLUCIDI, SI VERIFICA UN (BRUSCO) INNALZAMENTO DELLA GLICEMIA CHE DETERMINA LA SECREZIONE DI INSULINA.

L INSULINA VIENE DEFINITA UN ORMONE AD AZIONE ANABOLIZZANTE CHE PROMUOVE CIOE LE REAZIONI CHE DETERMINANO L IMMAGAZZINAMENTO SIA DEI GLUCIDI CHE DEGLI ACIDI GRASSI.

37 L INSULINA VIENE DEFINITA UN ORMONE AD AZIONE ANABOLIZZANTE CHE PROMUOVE CIOE LE REAZIONI CHE DETERMINANO L IMMAGAZZINAMENTO SIA DEI GLUCIDI CHE DEGLI ACIDI GRASSI. IL GLUCOSIO CHE NON VIENE UTILIZZATO DALLA CELLULA A SCOPO ENERGETICO VIENE DEPOSITATO SOTTO FORMA DI GLICOGENO NEL FEGATO, ORGANO DEFINITO GLICOSTATICO, E NEI MUSCOLI. GLI ACIDI GRASSI VENGONO ACCUMULATI NELLE CELLULE ADIPOSE SOTTO

38 FORMA DI TRIGLICERIDI, GLI AA VENGONO IMPIEGATI PER LA SINTESI PROTEICA. L INSULINA PER DETERMINARE IL SUO EFFETTO ANABOLIZZANTE DEVE, IN UN PRIMO MOMENTO, PROMUOVERE LA CAPTAZIONE DEL GLUCOSIO, DEGLI ACIDI GRASSI E DEGLI AA DA PARTE DELLE CELLULE E, QUINDI, LA LORO UTILIZZAZIONE PER SINTETIZZARE E LE SOSTANZE DI DEPOSITO E LE PROTEINE. COME CONSEGUENZA, SI VERIFICA UNA

39 MARCATA DEI LIVELLI PLASMATICI DI TALI SOSTANZE; AFFINCHE IL GLUCOSIO VENGA TRASFORMATO IN, GLI ACIDI GRASSI IN..E GLI AA IN., L INSULINA DETERMINA L ATTIVAZIONE DEGLI ENZIMI CHE CATALIZZANO LE REAZIONI CHE PORTANO. NELLO STESSO TEMPO, PER SPOSTARE IL METABOLISMO IN SENSO ANABOLICO, L INSULINA INIBISCE: LA GLICOGENOLISI, LA LIPOLISI E LA DEGRADAZIONE PROTEICA.

IL GLUCOSIO PER ESSERE TRASPORTATO NELLE CELLULE, NECESSITA DI PROTEINE CARRIER ; DI QUESTI TRASPORTATORI, DENOMINATI GLUT, ATTUALMENTE SE NE CONOSCONO OLTRE 10 FORME CHE PERMETTONO IL

40 IL GLUCOSIO PER ESSERE TRASPORTATO NELLE CELLULE, NECESSITA DI PROTEINE CARRIER ; DI QUESTI TRASPORTATORI, DENOMINATI GLUT, ATTUALMENTE SE NE CONOSCONO OLTRE 10 FORME CHE PERMETTONO IL PASSAGGIO DEL GLUCOSIO PER DIFFUSIONE FACILITATA: GLUT-1( BARRIERA EMATOENCEFALICA); GLUT-3( NEI NEURONI); GLUT-4 PERMETTE IL PASSAGGIO DEL G NELLA MAGGIOR PARTE DELLE CELLULE E A TALE

41 SCOPO RICHIEDE L INTERVENTO DELL INSULINA. IL GLUT-4 SI TROVA NELLE MEMBRANE DELLE CELLULE DEI TESSUTI CHE ASSORBONO IN MISURA MAGGIORE IL GLUCOSIO DAL PLASMA COME IL MUSCOLO SCHELETRICO A RIPOSO E IL TESSUTO ADIPOSO; TALE CARRIER NON SI TROVA NELLA MEMBRANA IN ASSENZA DI INSULINA CHE NE PROMUOVE L INSERIMENTO PER ESOCITOSI, DETERMINANDO UN AUMENTO DELLA CAPTAZIONE E QUANDO DIMINUISCE I TRASPORTATORI VENGONO

42 ENDOCITATI E IMMAGAZZINATI NELLE VESCICOLE. IL FEGATO NON RICHIEDE INSULINA PER CAPTARE IL GLUCOSIO E NEANCHE IL MUSCOLO IN ATTIVITA ; INFATTI SI RITIENE CHE LA CONTRAZIONE MUSCOLARE STIMOLI L ESPRESSIONE DI GLUT-4 NELLA MEMBRANA (DIABETE ). LO STIMOLO PRIMARIO PER LA SECREZIONE DI INSULINA E RAPPRESENTATO DALL AUMENTO DEL GLUCOSIO. GIP( MODALITA ANTICIPATORIA), S N PARASIM.

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