Comunicazione,integrazione e omeostasi Flashcards
Comunicazione intercellulare
Ci sono due tipi di segnali fisiologici : segnali chimici e segnali elettrici
I segnali Elettrici
I segnali elettrici sono costituiti da variazioni del potenziale membrana di una cellula
I seganli chimici
I segnali chimici sono costituiti da molecole secrete da cellule nel liquido extracellulare
Cosa sono le cellule bersaglio?
Le cellule che rispondo ai segnali elettrici e chimici sono dette cellule bersaglio
Cosa sono i ligandi?
I segnali chimici si comportando da ligandi che si legano a proteine per innescare una risposta
Quali sono le regole dei legami di segnale che si legano alle proteine?
Il legame dei segnali chimici alle proteine obbedisce alle regole generali delle interazioni proteiche, tra cui specificità,affinità,competizione e saturazione.
Quali sono i quattro meccanismi di comunicazione intercellulare?
Nell’organismo vi sono quattro meccanismi fondamentali di comunicazione intercellulare, la comunicazione locale usa:
- le giunzioni comunicanti
- segnali dipendenti da contatto
- i segnali chimici
- la comunicazione a lunga distanza
Le giunzioni comunicanti
Consentono il trasferimento citoplasmatico diretto di segnali elettrici e chimici tra cellule adiacenti
I segnali dipendenti da contatto
Si trasmettono quando le molecole sulla superficie di una cellula si legano a molecole di superficie sulla membrana di un’altra cellula
I segnali chimici
Diffondono attraverso il liquuido extracellulare per agire su una cellula vicina
La comunicazione a lunga distanza
Impiega una combinazione di segnali chimici ed elettrici trasportati dalle cellule nervose e di segnali chimici trasportati nel sangue.
Cosa sono le connessine?
Una giunzione comunicante è formata dall’unione di proteine transmembrana dette connessine,appartenenti a due cellule adiacenti.
Che cos’è il connessone?
L’unione delle connessine crea un canale proteico, il connessone, che è in grado di aprirsi e chiudersi.
Che cos’è il sincizio?
Quando il canale è aperto, le cellule da esso connesse si comportano come una singola cellula contenuti più nuclei (sincizio)
Cosa succede quando le giunzioni comunicanti sono aperte?
Quando le giunzioni comunicanti sono aperte, ioni e piccole molecole, come amminoacidi, ATP e AMP ciclico, diffondono direttamente dal citoplasma di una cellula al citoplasma della cellula accanto.
Cosa succede alle molecole più grandi?
Le molecole più grandi non possono passare attraverso le giunzioni comunicanti
Come possono passare i segnali elettrici?
Le giunzioni comunicanti sono l’unico mezzo attraverso il quale i segnali elettrici possono passare direttamente da una cellula all’altra.
Cosa sono le isoforme?
Esistono più di 20 isoforme diverse di connessine, che possono combinarsi ed accoppiarsi a formare le giunzioni comunicanti.
I segnali dipendenti da contatto richiedono il contatto tra due cellule
La trasmissione di segnale dipendente di contatto si osserva nel sistema immunitario e durante la crescita e lo sviluppo.
Cosa sono le CAM?
Le CAM, sono molecole di adesione cellulare,conosciute inizialmente per il loro ruolo nell’adesione tra le cellule ma anche nell’ambito della comunicazione intercellulare.
Dove si trovano le CAM e cosa fanno?
Le CAM sono egate al citoscheletro ed ad enzimi intercellulari. Le CAM trasferiscono segnali in entrambe le direzioni attraverso le membrane cellulari
Che cos’è la comunicazione juxtacrina?
LA trasmissione del segnale dipendente da contatto è nota come comunicazione juxtacrina
Come funziona la comunicazione locale?
La comunicazione locale si realizza tramite segnali paracrini ed autocrini
Segnale paracrino
Un segnale paracrino è una molecola che agisce sulle cellule che si trovano nelle immediate vicinanze della cellula secernente.
Segnale autocrino
Se un segnale chimico agisce sulle medesime cellule che lo hanno secreto, esso è detto segnalo autocrino
Cosa può fare una molecola in alcuni casi?
Una molecola può agire sia come segnale autocrino sia come segnale paracrino.
Come raggiungono le cellule bersaglio?
Le molecole segnale paracrine ed autocrine raggiungono le cellule bersaglio diffondendo nel liquido interseziale.
Che cos’è l’istamina?
Un buon esempio di segnale paracrino è quello dell’istamina, una molecola rilasciata da cellule danneggiate.
Che cosa fa l’istamina?
L’istamina agisce come segnale paracrino,diffonde verso i capillari in prossimità del danno e rendendoli più permeabili ai globuli bianchi del sangue e gli anticorpi del plasma. Il liquido che esce dai vasi sanguigni si raccoglie nello spazio interseziale e causa il rigonfiamento attorno all’area di lesione
Che cosa sono le citochine?
Le citochine sono molecole peptidiche di regolazione
Che cosa sono gli eicosanoidi?
Gli ecosanoidi sono molecole segnale paracrine ed autocrine derivate da lipidi.
Come comunica il sistema endocrino?
Il sistema endocrino comunica utilizzando ormoni,segnali chimici secreti nel sangue e distribuiti a tutto il corpo dal sistema circolatorio.
Le cellule possono fungere da bersagli?
Gli ormoni vengono in contatto con la maggior parte delle cellule dell’organismo, ma solo quelle che possiedono recettori per l’ormone fungono da bersagli.
Che cos’è il neurocrino?
Un segnale elettrico viaggia lungo una cellula nervosa fino a raggiungere la sua parte terminale, dove viene tradotto in un segnale chimico secreto dal neurone.Tale segnale chimico è detto neurocrino
Che cos’è un neurotrasmettitore?
Se una molecola neurocrina diffonde dal neurone per un breve tratto attraverso lo spazio extracellulare raggiungendo una cellula bersaglio sulla quale esercita un effetto a rapida insorgenza, la molecola è detta neurotrasmettitore.
Che cos’è un neuromodulatore?
Se la molecola neurocrina agisce più lentamente, come un segnale autocrino o paracrino, essa è detta neuromodulatore
Che cos’è un neuroormone?
Se una molecola neurocrina diffonde nel sangue per essere distribuita all’interno dell’organismo essa è detta neuroormone.
Somiglianze tra neuroormoni e ormoni
Le sommiglianze tra neuroormoni e gli ormoni classici secreti dal sistema endocrino rendono sfumata la distinzione tra sistema endocrino e sistema nervoso, rendendoli un continuum piuttosto che due sistemi distinti
Che cosa sono le citochine?
Le citochine si riferiscono ai peptidi. LA maggior parte di questi peptidi condivide una struttura simile di quatto o più gruppi di a-eliche
Quali famiglie compongono le citochine?
Le faamiglie ddelle citochine includono interferoni,interleuchine,fattori stimolanti le colonie, fattori di crescita, fattori di necrosi tumorale e chemochine.
A cosa vengono associate le citochine?
Le citochine sono associate principalmente alle risposte immunitarie.
Come aggiscono le citochine?
Le citochine aggiscono come segnali autocrini o paracrini. Nello stresso od infiammazioni, le citochine aggiscono su bersagli distanti e possono essere trasportate attraverso la circolazione, come gli ormoni
In che cosa differiscono le citochine dai classici ormoni?
Le citochine non sono prodotte da cellule epiteliali specilizzate come lo sono gli ormoni
Come sono prodotte le citochine?
Le citochine sono prodotte su richiesta, al contrario degli ormoni peptidici o porteici che sono sintetizzati in anticipo e accumulati nelle celluke endocrine finchè non sono necessari
Le proteine rrecettoriali
Una cellula non può rispondere ad un segnale chimico se manca delle porteine recettoriali appopriate per lagre quel segnale
Quanti caratteristiche hanno le vie di recezione?
Presentano 4 caratteristiche
Prima caratteristica delle vie di recezione
La molecola segnale è un ligando che si lega ad un recettore. Il ligando è anche detto primo messaggero, perchè porta l’informazione alla propria cellula bersaglio
Seconda caratteristica delle vie di recezione
Il recettore è attivato dal legame con il proprio ligando
Terza caratteristica delle vie di recezione
Il recettore a sua volta attiva una o più molecole di segnalazione intercellulari
Quarta caratteristica delle vie di recezione
L’ultima molecola della via di ricezione del segnale genera una risposta attraverso la modifica delle proteine esistenti o avviando la sintesi di nuove proteine
Dove sono localizzate le proteine recettoriali?
Le proteine recettoriali delle cellule bersaglio si possono trovare nel nucleo, nel citosol o sulla membrana cellulare come proteine integrali di membrana
Da cosa dipende il luogo in cui una molecola si lega?
Il luogo in cui una molecola di selenazione si lega al proprio recettore dipende dal fatto che la molecola sia lipofila o lipofoba
Le molecole segnale lipofile
Le molecole segnale lipofile entrano nella cellula per diffusione semplice attraverso il doppio strato fosfolipidico della membrana cellulare
A cosa si legano le molecole segnale lipofile?
Si legano a recettori citosolici od a recettori nucleari. L’attivazione del recettore attiva un gene ed induce la sintesi del mRNA nel nucleo.L’mRNA funge da stampo per la sintesi di nuove proteine
L’attivazione del recettore è un processo lento?
Questo è un processo è lento e la risposta cellulare può non essere rivelabile immediatamente.In alcuni casi, l’attivazione del recettore può inattivare la trascrizione di un gene.Molte molecole lipofile che operano in questo modo sono ormoni.
Le molecole segnale lipofobe come entrano nella cellula?
Le molecole segnale lipofobe non sono in grado di entrare nella cellula per diffusione semplice,perciò tali molecole rimangono nel liquido extracellulare e si legano a proteine recettoriali sulla membrana cellulare.
Quanto tempo richiede l’utilizzo dei recettori di membrana?
Il tempo di risposta è molto breve e le risposte si possono osservare in un arco temporale che varia da millesecondi a minuti.
Quante e quali sonole categorie dei recettori di membrana?
I recettori di membrana possono essere raggruppati in quattro categorie principali:
- recettori-canale
- recettori associati a proteine G
- recettori enzimatici
- recettori costituiti da integrine
Recettori-canale
i recettori più semplici sono canalici ionici controllati chimicamente
Secondo,terzo,quarto tipo di recettori di membrana
I recettori associati a proteine G, i recettori enzimatici e i recettori costituiti da intergine, l’informazione portata dalla molecola segnale deve essere trasferita attraverso la membrana cellulare per potere evocare una riposta intercellulare
Che cos’è la trasduzione di segnale?
La trasmissione dell’informazione da un versante all’altro della membrana che coinvolge proteine di membrana è nota come trasduzione di segnale.
Che cos’è la trasduzione di segnale? pt2
La trasduzione di segnale è il processo attraverso il quale una molecola segnale extracellulare attiva un recettore di memrbana, che a sua volta altera molecole intracellulari evocando una risposta
Qual è il primo e secondo messaggero delle proteine?
La molecola segnale extracellulare è il primo messaggero e le molecole intracellulari costituiscono un sistema di secondi messageri
Che cos’è un trasduttore?
Un trasduttore è un dispositivo che converte un segnale da una forma in un’altra
In quante tappe può essere suddiviso lo schema di trasduzione?
Può essere diviso in 3 tappe
Prima tappa processo di trasduzione
Una molecola segnale extracellulare si lega ad un recettore di membrana,attivandolo
Seconda tappa processo di trasduzione
Il recettore di membrana attivato attiva a sua volta le proteine alle quali è associato e avvia la cascata di secodni messaggeri
Terza tappa processo di trasduzione
L’ultimo secondo messaggero della cascata agisce sui bersagli intracellulari per creare una risposta
I recettori di membrana e le porteine alle quali sono associati possono:
a. attivate delle proteinchinasi,enzimi che trasferiscono un gruppo fosfato dell’ATP ad una protiena.La fosforilazione è un processo di regolazione dei processi.
I recettori di membrana e le porteine alle quali sono associati possono: pt2
b.attivare enzimi amplificatori che sintetizzano secondi messaggeri intracellulari
Le molecole di secondo messaggero:
a. modificano lo stato di paertura di canali ionici.L’apertura o la chiusura di canali ionici genera segnalli elettrici attraverso variazioni del potenziale della membrana cellulare
Le molecole di secondo messaggero: pt2
b.aumentano la concentrazione intracellulare di calcio.Il legame del calcio alle proteine altera la loro funzione,evocando una risposta cellulare
Le molecole di secondo messaggero: pt3
c. modificano l’attività di enzimi, specialmente di proteinchinasi o proteinfosfati, enzimi che rimuovono un gruppo fosfato. La fosforilazione o la defosforilazione di una proteina può modificare la configurazione ed evocare una risposta
Chi è responsabile della risposta della cellula al segnale?
Le proteine modificate dal legame con ioni calcio e dalla fosfrilazione sono responsabili della risposta della cellula al segnale
Trasduzione di segnale a cascata
Una cascata di segnalazione inzia quando unno stimolo(la molecola segnale) converte la molecola A(il recettore) da una forma inattiva a una forma attiva. LA molecola A attiva concerte la molecola B inattiva in attiviva e così via,finchè nel passaggio finale un substrato è convertito in un segnale prodotto
Esempio di cascata extracellulare
La coagulazione del sangue è un esempio di cascata extracellulare
In che cosa consiste l’amplificazione di segnale?
L’amplificazione di segnale consente di convertire una singola molecola segnale in molte molecole di secondo messaggero.
Come funziona un enzima amplificatore?
Il processo ha inizio con il legame della molecola segnale,o ligando,al suo recettore.Il complesso recettore.ligando attiva un enzima amplificatore, che attiva molte molecole .
Cosa fa l’amplificazione di seggnale?
L’amplificazione permette all’organismo di risparmiare, poichè utilizza una piccola quantità di ligando per ottenere un grande effetto.
Vie del secondo messaggero: Nucleotidi
cAMp:
- prodotto da ATP
- enzima aplificatore: Adenilato ciclasi (membrana)
- Collegato a: GPCR
- Azione: Attiva proteine chinasi,specialmente proteina chinasi A(PKA),si lega a canali ionici
- Effetti:Fosforila proteine,modifica l’apertura dei canali
Le molecole di secondo messaggero: NUcleotidi pt2
cGMP:
-Porodotto da: GTP
-Enzima Amplificatore:Guanilato ciclasi(membrana)/Guanilato ciclasi(citosol)
-Collegato a: Recettori enzimatici/Ossido nitrico (NO)
-Azione:Attiva proteine chinasi,specialmente poteina chinasi G(PKG)/Si lega a canali ionici
Effetti: Fosforila proteine/modififa l’apertura di canali
Le molecole di secondo messaggero: Derivati da Lipidi
IP3:
- Prodotto da: fosfolipidi di membrana
- Enzima amplificatore:Fosfolipasi C(membrana)
- Collegato a: GPCR
- Azione: Rilascia Ca2+ da depositi intercellulari
Le molecole di secondo messaggero: Derivati da lipidi pt2
DAG:
- Prodotto da : Fosfolipidi di membrana
- Enzima amplificatore:Fosfolipasi C(membrana)
- COllegato a :GPCR
- Azione: Attiva le proteine chinasi C (PKC)
- Effetti:Fosforilla proteine
Le molecole di secondo messaggero: Ioni
Ca2+:
- Azione: si lega alla calmodulina ed ad altre proteine
- Effetti:Altera attività enzimatiche…Esocitosi,contrazione muscolare,movimenti del citoscheletro,apertura dei canali
Le vie di trasduzione più rapide modificano il flusso di ioni attraverso canali
I recettori sono costituiti da canali ionici controllati da ligando e sono per la maggior parte recettori di neurotrasmettitori localizzati nel tessuto nervoso e nei muscoli.
Qual è attivazione evoca la risposta più rapida?
L’attivazione di un recettore-canale evoca la risposta intercellulare più rapida. Quando un ligando extracellulare si lega alla proteine recettore-canale,modifica la permeabilità della cellula ad un dato ione.
Cosa dermina il cambiamento del potenziale di membrana?
Un aumento od una diminuzione della permeabilità ad uno ione determina il rapido cambiamento del potenziale di membran della cellula, creando un segnale elettrico che va a odificare le proteine voltaggio-semplici.
Un esempio di recettore canale
Un esempio di recettore-canale è il canale cationico monovalente controllato dall’acetilcolina nel muscolo scheletrico.
Cosa fa l’aceticolina?
Il neurotrasmettitore acetilcolina rilasciato da un neurone adiacente si lega al recettore dell’acetilcolina determinando l’apertura del canale.
Cosa porta alla contrazione muscolare?
Sia gli ioni Na+ e K+ fluiscono ayttraverso il canale aperto,K+ lascia la cellula e Na+ vi entra seguendo il loro gradiente elettrochimico.Il gradiente del sodio è maggiore pertanto l’entrata di Na+ carico postivamente depolarizza la cellula.
I canali ionici son o collegati a recettori?
Alcuni sono collegati a recettori collegati alla proteina G.Quando un ligando si legaa al recettore della proteina G,il canale viene aperto o chiuso dalla via di trasduzione del segnale innescata dalla proteina G. Invece,alcuni non sono associati a recettori di membrana.
Da cosa sono aperti i canali voltaggio-dipendenti e canali azionati meccanicamente?
I canali di voltaggio-dipendenti possono essere aperti direttamente da un cambiamento di potenziale di membrana.I canali azionati meccanicamente sono aperti da una pressione od una tensione applicata alla membrana cellulare.
Quali molecole intercellualri possono aprire o chiudere i canali ligando-dipendenti?
Molecole intercellulari, come cAMP o ATP, posso aprire o chiudere i canali ligando-dipendenti non associati a recettore. Un esempio sono i canali del K+ controllati da ATP nelle cellule beta del pancreas
Cosa fanno i recettori associati a proteine G (GPCR)?
I recettori associati a proteine G(GPCR) costituiscono una famiglia di proteine integrali di membrana che attraversano il doppio strato fosfolipidico sette volte
A cosa si lega la coda citoplasmatica del recettore?
La coda citoplasmatica del recettore si lega ad una molecola di trasduzione trimerica, detta proteina G,associata alla faccia citoplasmatica della membrana.
A cosa si legano i recettori di proteina G?
I tipi di ligando che si legano i recettori associati a proteine G includono ormoni, fattori di crescita, molecole olfattive,pigmenti visivi e neurotrasmettitori.
DA cosa deriva il nome di proteina G?
Le proteine G derivano dal loro nome dal fatto che legano nucleotidi guanosinici.Le proteine G inattive legano la guanosina difosfato.Los campio di GDP con guanosina trifosfato attiva la proteina G.
Cosa determina l’attivazione della proteina G?
L’attivazione della proteina G determina l’apertura dei canali ionici di membrana o la modifica di attività enzimatiche sul lato citoplasmatico della membrana.
Quali sono i due enzimi amplificatori più comuni?
I due enzimi amplificatori più comuni sono l’adenilato ciclasi e la fosfolipasi C.
Molti ormoni lipofobi usano vie GPCR-cAMP
Il sistema adenilato ciclasi-cAMP associato a porteine G è il sistema di trasduzione del segnale utilizzato da molti ormoni proteici.
Qual è il ruolo dell’adenilato ciclasi?
L’adenilato ciclasi è l’enzima amplificatore che converte ATP nel secondo messaggero AMP ciclico.
Che cosa fa l’AMP ciclico?
L’AMP ciclico attiva quindi la proteina chinasi A(PKA), che a sua volta fosforila a cascata altre proteine intracellulari.
Che cos’è la fosfolipasi?
Alcuni recettori associati a proteine G sono legati ad un altro enzima amplificatore, la fosfolipasi.
Qual è il ruolo della fosfolipasi?
La fosfolipasi C (PLC) converte un fosfolipide di membrana in due diversse molecole di secondo messaggero +, il diacilglicerolo e l’insolito trifosfato
Che cos’è il diaciglicerolo (DAG)?
IL diacilglicerolo (DAG) è un digliceride apolare che rimane nella porzione lipidica della mmebraana e interagisce con la proteina chinasi C (PKC), un enzima Ca2+-dipendente associato alla superficie citoplasmatica della membrana.
Che cosa fa la proteina chinasi C?
LA proteina chinasi C fosforila proteine citosoliche, che prosseguono la cascata della trasduzione del segnale
Che cos’è l’Inositolo trifosfato (IP3)?
L’inositolo trifosfato (IP3) è un secondo messaggero idrosolubile che lascia la membrana ed entra nel citoplasma,dove si lega ad un canale per il calcio presente sul reticolo endoplasmatico.
Che cosa fa il legame IP3?
IL legame di IP3 apre questo il canale del Ca2+ e permette il passaggio di ioni Ca2+ dal Re nel citosol.
I recettori catalitici
I recettori catalici, sono recettori enzimatici che posseggono due regioni:
- una regione recettoriale sulla superficie extracellulare della membrana
- una regione enzimatica sul versante intercellulare
Che cosa includono gli enzimi del recettore catalico?
Gli enzimi del recettore catalitico includono proteine chinasi,come la tirosina chinasi, o guanilato ciclasi, l’enzima amplificatore che converte GTP in GMP ciclico (cGMP)
Qual è la regione di legame extracellulare dei recettori catalitici?
Per alcuni recettori catalitici, la regione intracellulare dell’enzima sono parti della stessa molecola proteica.
Qual è la regione di legame enzimatica dei recettori catalitici?
In altri tipi di recettori enzimatici, la regione enzimatica è costituita da una proteina distinta attivata dal legame del ligando
Quali sono le famiglie di recettori delle citochine?
Esistono sei principali famiglie di recettori delle citochine e la maggior parte di esse sono associate ad un enzima citosolico chimatao famiglia tirosina chinasi Janus, si solito abbreviato in JAK-chinasi
Cosa sono le integrine?
Le proteine transmembrana dette integrine sono implicate nella coagulazione del sangue, nella riparazione delle ferite, nell’adesione cellulare,nel ricconoscimento durante la risposta immunitaria del movimento cellulare durante lo sviluppo
Come sono classificati i recettori costituiti da integrine?
I recettori costituiti da integrine sono classificati tra recettori cataliticci, ma hanno funzionalità non associate ai recettori classici.
A cosa si legano i recettori costituiti da integrine?
Sul versante extracellulare della membrana, i recettori costituiti da integrine si legano a proteine della matrice extracellulare od a ligandi quali anticorpi e molecole coinvolte nella coagulazione del sangue
A cosa si legano i recettori costituiti da integrine? pt2
All’interno della cellula, le integrine si legano al citoscheletro attraverso proteine di ancoraggio. Il legame del ligando al recettore induce le integrine ad attivare enzimi intracellulari od a modificare l’organizzazione del citoscheletro
Le proteine modificate che controllano le rissposte delle cellule sono raggiungibili in quattro categorie
- Enzimi metabolici
- Potreine motrici per la contrazine muscolare ed ilk movimento del citoscheletro
- Proteine regolatrici dall’attività genica e della sintesi proteica
- proteine di trasporto e recettori di membrana
