Comunicazione,integrazione e omeostasi pt2 Flashcards
Gli ioni calcio sono i messaggeri ionici più versateli
Il calcio entra nella cellula tramite canali del Ca2+ che possono essere voltaggio-dipendenti, controllati dal ligando od a controllo meccanico
Da chi può essere rilasciato il calcio?
Il calcio può essere rilasciato anche da compartimenti intracellulari ad opera di secondi messaggeri, come IP3.
Dove viene accumulato de Ca2+ intracellulare?
La maggior parte del Ca2+ intracellulare è accumulato nel reticolo endoplasmatico dove viene convcentrato tramite provcessi di traspoorto attivo
Cosa accade con il rilascio di Ca2+ nel citosolo?
Il rilascio di Ca2+ nel citosol crea un segnale del Ca2+ che può essere registrato grazie a speciali tecnche di visualizzazione del Ca2+
Quanti tipi di eventi cellulare dipendenti dal calcio avvengono nella cellula?
Avvengono 5 tipi di eventi
Primo evento cellulare dipendente dal calcio
Il Ca2+ si lega all proteina calmodulina, che si trova in tutte le cellule. IL legame del calcio modifica l’attività di enzimi o trasportatori, od altera lo stato di apertura di canali ionici
Secondo evento cellulare dipendente dal calcio
Il calcio si lega ad altre proteine di regolazione e modifica il movimento di proteine contrattili o citoscheletriche come i micortubili. Per esmepio, il legame del Ca2+ alla proteina di regolazione troponina induce la contrazione delle fibre muscolari scheletriche
Terzo evento cellulare dipendente dal calcio
Il Ca2+ si lega a proteine di regolazione per indurre l’esocitosi di vescicole di secrezione.Per esempio il rilascio di insulina da parte ddelle cellule beta del pancreas avviene in risposta ad un segnale del calcio
Quarto evento cellulare dipendente dal calcio
Il Ca2+ si lega direttamente a canali ionici e ne modifica lo stato di apertura.Un semepio è ill canale del K+ attivato dal Ca2+ espresso nelle cellule nervose
Quinto evento cellulare dipendente dal calcio
L’ingresso di Ca2+ in un uovo fecondato dà inizio allo sviluppo dell’embrione
I gas sono molecole segnale effimere
I gas solubili possono agire come molecole segnale paracrine/autocrine in prossimktà del loro sito di produzione
Le molecole segnale gassose più conosciute
La molecola di segnale più consosciuta è l’ossido nitrico(NO),ma anchd il monossido di carbonio ed il solfuro di idrogeno,due gas già noti per i loro effetti nocivi, possono agire come segnali locali
Che cos’è il fattore di rilasciamento derivato dall’endotelio?
Una molecol segnale a vita breve prodotta da cellule endoteliali che rilasciano i vasi sanguigni è chimata fattore di rilasciament dervato dall’endotelio
il fattore di rilasciamento derivato dall’endotelio che cosa diffonde?
Questa molecola diffonde dall’endotelio verso le adicenti cellule muscolari lisce, determinandone il rilassamento e la conseguente dilatazione del vaso sanguigno.
L’EDRF a cos’è indentificato?
L’EDRF è indentificato con l’ossido nitrico, perchè esso è rapidamente degradato, dal momento che la sua emivita è di soli 2-30 secondi
Che cos’è l’emivita?
L’emivita è il tempo necessario perchè un segnale perda metà della sua attività
Mediante cossa è sintetizzato l’ossido nitrico (N0)?
Il NO è sintetizzato tramite l’enzima ossido nitrico sintasi (NOS) a partire dall’aminoacido arginina
A cosa si lega il NO?
L’NO si lega alla forma citosilica dela guanilato cilasi ed induce la formazione del secondo messaggero cGMP.
Un’altra funzione dell’ossido nitrico?
Oltre a provocare la dilatazione dei vasi sanguigni l’ossido nitrico agisce anche come neurotrasmettitore e neuromodulatore nel sistema nervoso
Che cos’è il monossido di carbonio?
Il monossido di carbonio (CO), un gas conosciuto soprattutto per i suoi effetti tossici è anch’esso una molecola segnale ed è prodotto in minime quantità da certe cellule.
Che cosa attiva il monossido di carbonio (CO)?
Come l’NO il CO attiva la guanliato ciclasi e stimola la produzione di cGMP, ma può produrre i propri effetti in modo indipendente.
Quali sono i bersagli del CO?
I bersagli del monossido di caarbonio sono il muscolo liscio ed il tessuto nervoso
Che cos’è il solfuro d’idrogeno?
Il solfuro d’idrogeno è la molecola segnale gassosa di recenta scoperta. Esso agisce nel sistema cardio-vascolare come vasodilatatore.
Correlazione tra l’aglio ed il sistema cardio-vascolare
L’aglio è un importante fonte di precursori contenti zolfo e questo potrebbe spiegare perchè alcuni studi suggeriscono che mangiare agliio abbia effetti protettivi sul cuore
Cosa sono i recettori orfani?
I recettori orfani sono recettori per i quali non si conosce alcun lligando.
Che cosa sono i eicosanoidi?
Gli eicosanoidi sono molecole segnale paracrine derivate da lipidi, che svolgono un ruoloimportante in molti processi fisiologici.
Da cosa derivano le molecole segnale costituite da eicosanoidi?
Tutte le molecole di segnale costituite da ecosanoidi derivano dall’acido arachidonico
Da che cosa è prodotto l’acido arachidonico?
L’acido arachidonico è prodotto da fosfolipidi di membrana tramite l’azione dell’enzima fosfolipasi A2(PLA2). L’attibvità della fosfolipasi A2 è cosntrollata da ormoni e da altri segnali
L’acido arachidonico può aggire da messaggero?
L’acido arachidonico può agire come secondo messaggero, modificando l’attività di canali ionici o di enzimi intercellulari
In che cosa può essere convertito l’acido arachidonico?
Esso può essere convertito in una delle molte classi di eicosanoidi ad azione paracrina.Per esercitare la loro azione queste molecole lipofile possono diffondere fuori dalla cellula e lagarsi a recettori su cellule adiacenti
Quanti e quali gruppi esistono segnali paracrini derivati dall’acido arachidonico?
Esistono due gruppi principali paracrini derivati dall’acido arachidonico e sono:
- I leucotrieni
- I prostanoidi
I leucotrieni
I leucotrieni sono molecole prodotte dall’enzima lipoossigenasi sullì’acido arachidonico.I leucotrieni sono secreti da alcuni tipi di leucociti
I prostanoidi
I prostanoidi sono molecole prodotte dall’azione dell’enzima cicloossigenasi (COX) sull’acido arachidonico. I prostanoidi includono la prostaglandine e i trombossani.
Su cosa agiscono i prostanoidi?
Questi eicosanoidi agiscono su molti tessuti dell’organismo,fra cui il muscolo liscio di diversi organi, le piastrine, il rene e l’osso. Inoltre, le prostaglandine sono coinvolte nel sonno, nell’infiammazione,nel dolore e nella febbre
Farmaci antiinfiammatori no steroidei
I farmaci antinfiammatori non steroidei, come l’aspirirna e l’ibuprofene,aiutano a prevenire l’infiammazione inibendo gli enzimi COX e riducendo la sintesi di prostaglandine.Tuttavia,i FANS non sono specifici e possono avere effetti collaterali,quali il sanguinamento gastrico.
Che cosa ha portato la scoperta di due isoenzimi di COX?
La scoperta di due isoenzimi di COX,COX1 e COX2, ha consentito di sviluppare farmaci che colpiscono uno specifico isoenzima di COX.
Cosa può succedere se si fa uso di COX2 o FANS?
Pazienti che asumono inibitori di COX2 od altri FANS presentano un maggior rischio di infarto del miocardio e di ictus e dunque questi farmaci non sono consigliati per un uso prolungato
Come agiscono gli sfingolipidi?
Gli sfingolipidi agiscono come segnali extracellulari e contribuiscono a modulare l’infiammazione, l’adesione e la migrazione delle cellule,così come la crescita e la morte delle cellule.
A cosa si legano gli sfingolipidi?
Come gli eicosanoidi,gli sfingolipidi si legano a recettori associati a proteine G presenti nelle cellule bersaglio.
Quali caratteristiche generali pressentano i recettori?
I recettori hanno caratteristiche generali proprie dei legami delle proteine:
- specificità
- competitività
- saturazione
Specificità e competizione: molti ligandi per un solo recettore
I recettori posseggono i siti di legame per i loro ligandi, proprio come gli enzimi ed i trasportataori.Dunque,molecole diverse con struttura simile,possono essere in grado di legarsi allo stesso recettore.
Qual è la proprietà dei recettori adrenalinici?
La proprietà dei recettori adrenalinici di legare molecole segnale, ma non altre molecole, dimostra la specificità dei recettori
Cosa fanno l’adrenalina e la noradrenalina?
L’adrenalina e la noradrenalina comptono anche per il sito di legame al recettore. I recettori adrenergici hanno due isoforme, denominante aalpha e beta. L’isoforma a ha maggior affinità di legaame per la noradrenalina , mentre l’isoforma B2 hha più elevata affinità per l’adrenalina.
Cosa succede quando un ligando si combina con un recettore?
Quando un ligando si combina con un recettore,accadono due venti:
- O il ligando attiva il recettore ed evoca una risposta
- Oppure il ligando occupa il sito di legame e impedisce l’attivazione del recettore
Ligando agonista
Il ligando in competizione che si lega ed attiva una risposta è detto agonista del ligando primario
Ligando antagonista
Il ligando in competizione che blocca l’attività del recttore è detto anatgonista del ligando primario
Come viene usato il principio di competitività?
I farmacologi usano il principio della competitività fra agonisti per sintetizzare farmaci che abbiano durata d’azione maggiore e siano più resistente alla degradazione enzimatica rispetto al ligando endogeno prodotto dall’organismo
Esempio estrogeni modificati
Un esempio è dato dalla famiglia degli estrogeni modificati presenti nelle pillole anticoncezionali
Da che cosa è determinata la risposta della cellula bersaglio?
Per la maggior parte delle molecole segnale,la risposta della cellula bersaglio è determinata dal recettore o dalla via intercellulare di trasduzione del segnale ad esso associata e non dal ligando
Che cosa fa il neuroormone adrenalina?
Il neuroormone adrenalina dilata i vasi sanguigni dell’intestino.
Com’è possibile che una medesima sostanza chimica eserciti effetti opposti?
La risposta cellulare che consegue all’attivazione di un recettore dipende da quale isoforma del recettore è coinvolta.
Esempio effetti opposti
I recettori a e B2-adrenergici dell’adrenalina sono due isoforme dello stesso recettore. Quando l’adrenlina si lega ai recettori a-adrenergici dei vasi sanguigni intestinali si ha la loro costrizione.
Esempio effetti opposti pt2
Quando invece l’adrenalina si lega ai recettori B2 presenti su alcuni vasi sanguigni del muscolo scheletrico, i vasi si dilatano.
DA cosa dipende la risposta del vaso sanguigno?
La risposta del vaso sanguigno dipende dall’isoforma del recettore e dalla sua via di trasduzione del segnale,non dalla’‘adrenalina. Molti framaci vengono sviluppati in modo da gaire in modo specifico su una sola isoforma di recettore
A cosa si riferisce la saturazione di una proteine?
La saturazione di una proteina si riferisce al fatto che l’attività di una proteina raggiunge una velocità massima, perchè le cellule posseggono un numero limitato di molecole proteiche
A cos’è limitata la capacità di una cellula a rispondere ?
Questo fenomeno si osserva a carico di enzimi trasportatori e recettori.La capacità di una cellula di rispondere ad un segnale chimico può essere dunque limitata dal numero finito di recettori per quel segnale.
Quanti recettori contiene una cellula?
Una singola cellula contiene tra 500 e 100 000 recettori sulla superficie della sua membrana,oltre ai recettori presenti nel citoplasma e nel nucleo. In ogni cellula iil numero dei recettori può cambiare nel tempo.
Come cambiano i recettori di una cellula?
I ricettori i più vecchi sono rimossi dalla membrana per endocitosi e degradati nei lisosomi. Nuovi recettori intracellulari sono sintetizzati e degradati.
Che cos’è la down-regulation?
La down-regulation è la diminuzione del numero dei recettori.La cellula può rimuivere fisicamente dei recettori dalla membrana per endocitossi.Un modo più rapido reversibile per ridurre la risposta cellulare è la desensitizzazione,che si può ottenere trmite il legame modulare chimico dellaa proteine recettore.
Un tipo di risposta ridotta della cellula bersaglio
Il risultato di un riduzione del numero di recettori o di una desesitizzazione è una ridotta risposta della cellula bersaglio,nonostante la concentrazione della molecola segnale rimanga elevata.
Spiegazione insorgenza della tolleranza ai farmaci
Down-regulation e desensitizzazione possono essere una spiegazione per l’insorgenz della tolleranza ai farmaci, una condizione in cui la risposta ad una dose di farmaco diminuisce nonostante la continua esposizione al farmaco
Cosa succede se la concenrazione di un ligando diminuisce?
Se la concentrazione di un ligando diminuisce,la cellula bersaglio può servirsi del processo di up-regulation per mantenere costanti le proprie risposte.
Che cosa succede con la up-regulation?
Nella up-regulation la cellual bersaglio inserisce più recettori nella sua membrana.
Esempio up-regulation
Per esempio,se un neurone è danneggiato e non è in grado di rilasciare la normale quantità di neurotrasmettitore,le sue cellule bersaglio potranno aumentare i loro recettori.
Cosa fa la presenza di più recettori?
LA presenza di piuù recettori rende la cellula bersaglio più sensibile a qualsiasi neurotrasmettitore presente
Seconda funzionalità della up-regulation?
La un-regulation è inoltre utilizzata durante lo sviluppo come un meccanismo che consente alle cellule di variare la capacità di risposta a fattori di crescita ed ad altre molecole segnale
Come posso essere rimossi i messaggeri chimici?
I messaggeri chimici possono essere rimossi dal liquido extracellulare attraverso il trasporto entro cellule vicine
Cosa rallenta la rimozione dei messaggeri chimici?
Una classe utilizzata di farmici antidepressivi, chiamati inibitori seletttivi della ricaptazione della serotonina, porlunga l’attività del neurotrasmettitore serotonina rallentando la sua rimozione dal liquido extracellulare
Cosa succede quando un ligando si è legato al suo recettore?
Una volta che il ligando si è legato al suo recettore,l’attività può anche essere terminata dall’endocitosi del complesso ligando-recettore.Quando la vescicola si trova nella cellula,il ligando è rimosso ed i recettori possono essere reintegrato nella membrana per esocitosi
Esempi dei bloccanti di recettore
Tra quelli più diffusi i bloccanti del recettore dell’angiotensina,i beta-bloccanti ed i bloccanti dei canali del calcio nella terapia dell’ipertensione,i modulatori selettivi dei recettori per gli estrogeni e gli anatagonisti dei recettori H2 per ridurre la secrezione di acido nello stomaco
Vie del riflesso omeostatico
Nei meccanismmi di controllo locale, in una cellula o tessuto si verifica un cambiamento isolato ed i segnali chimici paracrino od autocrino rilasciati costituiscono l’intera via di segnalazione.
Le vie del riflesso complesse
Nelle più complesse vie di controllo riflesse l’informazione deve essere trasmessa attraverso l’organismo utilizzando segnali chimici od una combinazione di segnali elettrici e chimici
I postulati di Canon descrivono le variabili regolate ed i sistemi di controllo
I quattro postulati di Canon sono:
- Il sistema nervoso ha un ruolo nel mantenimento dell’adeguatezza dell’ambiente interno
- Alcuni sistemi dell’organismo sono sottoposti a controllo chimico
- Alcuni sistemmi dell’organismo sono sottoposti a controllo antagonisto
- Uno stesso segnlae chimico può esercitare effetti diversi in tessuti diversi
Primo postulato di Canon
Adeguatezza significa condizioni compatibili con la normale funzionalità.Il sistema nervoso coordina ed integra il volume,l’osmolarità e la pressione del sangue,la temperatura corporea ed alttre variabili.
Secondo postulato di Canon
Può esistere un agente che abbia una moderata attività che può essere aumentata o diminuita.
Esempio secondo postulato di Canon
Un aumento dell’input dal sistema nervoso causa una diminuzione del diametro vascolare.Più neurotrasmettitore si traduce più è forte la risposta
Terzo postulato di Canon
Sistemi che non sono sotto controllo ton ico sono di solito sotto controllo anatgonistico,da parte del sistema endocrino o da parte del sistema nervoso.
Esempio terzo postulato di Canon
Nelle vie controllate dal sistema nervoso i neuroni possono avere effetti opposti. I segnali chimici della divisione del simpatico aumentano la frequenza cardiaca, i segnali chimici della divisione parasimpatica la diminuiscono. Quando segnali chimici sono opposti fra di loro si dicono antagonisti
Esempio segnali chimici antagonisti
L’insulina ed il glucagone sono ormoni antagonisti.L’insulina diminuisce la concentrazione di glucosio nel sangue, il glucagone la aumenta
Quarto postulato di Canon
Agenti omeostatici che sono antagonisti in una parte del corpo, possono cooperare in un’altra regione
L’omeostasi è mantenuta da vie di controllo a distanza
Le vie riflesse a lunga distanza coinvolgono due sistemi di controllo,quello nervoso e quello endocrino
Cosa possono fare le citochine?
Le citochine possono essere coinvolte in alcuni sistemi di controllo a lunga distanza
Con che cosa agiscono le citochine?
Durante le risposte di stress e di infiammazione sistematica,le citochine agiscono insieme ai sistemi nervoso ed endocrino per integrare le informazioni provenienti da tutto l’organismo in risposte coordinate.
I circuiti di risposta
Tutti i circuiti di risposta sono costituiti da tre componenti principali: un segnale in ingresso,il centro di inntegrazione di segnale ed un segnale in uscita.
Da che cosa è costituito il segnale in ingresso?
Ha tre componenti principali:
- stimolo
- sensore
- attivazione di un cambiamento
Primo componente principale del segnale in ingresso
Uno stimolo è rappresentato dalla variazione o dall’anomalia di un parametro cjhe attiva la sequenza di eventi.Lo stimolo può essere costituito da un cambiamento della temperatura,del contenuto di ossigeno,della pressione sanguigna.
Secondo componente principale del segnale in ingresso
Un sensore, o recettore sensoriale,monitora continuamente l’ambiente di sua pertinenza per una particolare variabile
Terzo componente principale del segnale in ingresso
Quando viene attivato da un cambiamento, il recettore sensoriale invia un segnale in ingresso (afferente)al centro di integrazione del riflesso
Centro di integrazione
Il centro di integrazione confronta il segnale in ingresso con il suo valore di riferimento(setpoint)o con il valore desiderato per la variabile.Se la variabile si scosta dalla gamma di valori accettabili,il centro di integrazione dà inizio ad un segnale in uscita
Quante componenti ha il segnale in uscita?
Due componenti:
- il segnale in uscita (efferente)
- bersaglio
Primo componente del segnale in uscita
Il segnale in uscita(efferente) è un segnale elettrico e/o chimico che procede verso il bersaglio
Secondo componente del segnale in uscita
Il bersaglio,o effettore, è la cellula od il tessuto che effettua la risposta appropriata per riportare la situazione entro limiti normali
Prima tappa di un circuito di risposta
Nella prima tappa in un circuito di risposta fisiologica uno stimolo attiva un sensore od un recettore
I recettori sensoriali
I recettori sensoriali di un riflesso nervoso non sono proteine recettoriali che si legano a molecole segnale,come quelle coinvolte nella trasduzione del segnale.
I recettori nervosi
I recettori nervosi sono cellule specializzate,parti di cellule o recettori multicellulari complessi,come per esempio l’occhio,che rispondono a cambiamenti nell’ambiente che li circonda.
Come si suddividono i recettori sensoriali?
I recettori sensoriali coinvolti nei riflessi nervosi si suddividono in recettori centrali e recettori periferici
Che cos’è la la soglia di un recettore sensoriale?
Tutti i recettori sensoriali hanno una soglia, lo stimolo minimo necessario per attivare la sequenza di eventi che porta alla risposta riflessa.Se uno stimolo è sotto soglia, il circuito di risposta non potrà essere attivato.
I riflessi endocrini
I riflessi endocrini,che non sono associati al sistema nervoso,non fanno uso di recettori sensoriali per iniziare le risposte.In questo caso,sono le stesse cellule endocrine che agiscono sia da sensore sia da centro di integrazione per il riflesso
Esempio di riflessi endocrini non associati al sistema nervoso
Una cellula beta del pancreas che rileva e risponde alle varaiazioni della concentrazione plasmatica di glucosio è una cellula endocrina che funziona sia da sensore sia da centro di integrazione
Segnale in ingresso
Il segnale in ingresso di un riflesso varia a seconda del tipo di riflesso
Riflesso nervoso in un segnale in ingresso
In un riflesso nervoso,il segnale in ingresso è costiuito da informazioni elettriche e chimiche trasmesse da un neurone sensoriale
Il riflesso endocrino e la via afferente
In un riflesso endocrino non c’è una via afferente, poichè lo stimolo agisce direttamente sulla cellula endocrina, che funge sia da sensore sia da centro di integrazione
Centro di integrazione
Il centro di integrazione in una via riflessa è la cellula che riceve informazioni sulla variabile regolata e che può innescare una risposta appropiata.
Centro di integrazione nei riflessi endocrini
Nei riflessi endocrini, il centro di integrazione è la cellula endocrina
Centro di integrazione nei riflessi nervosi
Nei riflessi nervosi, il centro di integrazione risiede di solito,all’interno del sistema neervoso centrale ch è costituito da cervello e midollo spinale
L’importanza dei centri di integrazione
L’importanza dei centri di integrazione,soprattutto quando essi ricevono due o più segnali contrastanti da fonti diverse
Chi valuta i segnali nei centri di integrazione?
Il centro valuta ogni segnale base alla sua intensità ed alla sua importanza e deve decidere una risposta che integri le informazioni provenienti da tutti i recettori
Segnale in uscita nel sistema nervoso
Nel sistema,nervoso, il segnale in uscita è costituito dai segnali elettrici e chimici trasmessi dal neurone efferente
Da chi è data la caratteristica distintiva di un segnale?
Dal momento che i segnali elettrici viaggiano attraverso il sistema nervoso sono tutti uguali,la caratteristica distintiva del segnale è data dalla via anatomica del neurone: il percorso lungo il quale il neurone invia il suo segnale
Le vie efferenti del sistema nervoso
Le vie efferenti nel sistema nervoso sono definite con il nome del nervo che porta il segnale
VIa anatomica nel sistema endocrino
Nel sistema endocrino, la via anatomica dei segnali in uscita è sempre la stessa: tutti gli ormoni viaggiano nella circolazione sanguigna per raggiungere il proprio
bersaglio
Come si distinguono le vie efferenti ormonali?
Le vie efferenti ormonali si distinguono in base alla natura chimica del segnale e sono quindi definite con il nome dell’ormone che trasporta il messaggio.
