Messaggi tra cellule e ormoni

Messaggi tra cellule e tessuti

• Gli organismi pluricellulari devono coordinare l'attività metabolica dei vari tessuti per mantenere l'omeostasi.
• Molecole-segnale (ormoni, neurotrasmettitori, proteine e ioni) svolgono questo compito.
• Queste molecole sono rilasciate nello spazio extracellulare e riconosciute da recettori specifici sulle cellule bersaglio.

Ormoni

• Definizione classica: messaggeri chimici prodotti da ghiandole endocrine e secreti nel flusso sanguigno per regolare le cellule bersaglio anche lontane.
• Definizione ampia: comprende anche sostanze prodotte da altri tessuti o cellule specializzate che agiscono su cellule vicine (segnali paracrini) o sulle stesse cellule che li producono (segnali autocrini).
• Classificazione chimica: derivati da un solo aminoacido (amine e ormoni tiroidei), peptidici/proteici, steroidei (derivati dal colesterolo) e altri derivati lipidici (eicosanoidi, retinoidi).
• Gli ormoni liposolubili attraversano le membrane cellulari.
• Gli ormoni proteici hanno difficoltà ad attraversare le membrane cellulari.
• Fattori di crescita e citochine sono fattori para/autocrini che influenzano la crescita e il differenziamento cellulare.

Biosintesi e secrezione

• La sintesi degli ormoni non peptidici inizia dai precursori.
• Gli ormoni peptidici vengono sintetizzati a partire dal DNA, subiscono un processo di maturazione e sono poi rilasciati per esocitosi.
• Gli ormoni steroidei attraversano facilmente le membrane cellulari per diffusione.

Trasporto plasmatico

• Gli ormoni circolano nel plasma a basse concentrazioni.
• Gli ormoni liposolubili sono trasportati legati a proteine plasmatiche.
• Il legame è reversibile e mantiene un equilibrio tra forma libera e complessata.

Recettori

• Ogni ormone ha recettori specifici nelle cellule bersaglio.
• Il legame ormone-recettore è non covalente e reversibile.
• La KD indica l'affinità del recettore per l'ormone.
• Lo spillover indica l'interazione di un ormone con i recettori di altri ormoni, ottenendo lo stesso risultato o bloccandolo.
• Agonisti: sostanze che stimolano il recettore.
• Antagonisti: sostanze che si legano al recettore ma non inducono una risposta biologica.

Regolazione dei recettori

• Desensibilizzazione: diminuzione della risposta cellulare a causa di una diminuita affinità del recettore per l'ormone.
• Down-regulation: riduzione del numero di recettori sulla superficie cellulare.
• Up-regulation: aumento del numero di recettori sulla superficie cellulare.

Regolazione delle proteine

• Fosforilazione e defosforilazione → meccanismi di controllo dell'attività enzimatica.
• Chinasi: enzimi che catalizzano l'aggiunta di un gruppo fosfato su una proteina.
• Fosfatasi: enzimi che catalizzano la rimozione di un gruppo fosfato da una proteina.

Trasduzione del segnale

• Le cellule rispondono ai segnali extra-cellulari attraverso complesse vie di trasduzione.
• I recettori nucleari sono tipici degli ormoni liposolubili.
• I recettori di membrana sono caratteristici di altre categorie di ormoni.

La via dell'AMP ciclico

• La via del cAMP è una via di trasduzione del segnale mediata da recettori di membrana.
• cAMP è un secondo messaggero che attiva la proteina chinasi dipendente dal cAMP.
• Il cAMP attiva la proteina chinasi cAMP-dipendente (PKA) che fosforila bersagli cellulari.

Il fegato

• Il fegato svolge un ruolo centrale nell'omeostasi metabolica.
• Funziona come filtro, ghiandola esocrina (produce bile) e endocrina (riversa nel sangue prodotti del suo metabolismo).
• Regola la concentrazione di sostanze nel flusso sanguigno.
• Assorbe sostanze nutrizionali dall'intestino.
• Sintetizza molte proteine plasmatiche.
• Elimina prodotti di scarto.
• Metabolismo dei glucidi, lipidi e proteine.

Bile

• La bile ha un ruolo nell'emulsione dei grassi.
• Gli acidi biliari sono fondamentali per l'emulsione dei grassi.
• L'acidità biliare è necessaria per permettere ai batteri di digerire grassi.
• La bile si trova nel circolo enteroepatico, dove viene riassorbita e riutilizzata.

Acidi biliari

• Sono prodotti di degradazione del colesterolo.
• Liposolubili.
• Servono per l'emulsione dei grassi e per il trasporto di lipidi.

Metabolismo glucidico

• II fegato è responsabile del mantenimento della glicemia.
• II glucosio entra nel fegato attraverso la vena porta.
• Efficiente immagazzinamento di glucosio sotto forma di glicogeno.
• Regolazione da insulina e glucagone.
• Il glucosio viene convertito in glicogeno e rilasciato per mantenere una concentrazione di glucosio ematica adeguata.

Glicogenosintesi

• Glicogeno: principale polisaccaride di deposito nelle cellule animali.
• E' un polimero ramificato di glucosio.
• L'UDP-glucosio è il precursore per formare le molecole di glucosio che formeranno le catene più lunghe del glicogeno.
• La glicogenina è il primer catalitico per l'inizio del processo.
• La sua funzione è quella di immagazzinare glucosio per utilizzarlo tra i pasti.

Glicogenolisi

• Degradazione del glicogeno.
• La glicogeno fosforilasi è l'enzima chiave della glicogenolisi.
• È fortemente regolata da ormoni e modulatori allosterici.
• Muscolo e fegato si comportano diversamente a seconda della situazione.

Gluconeogenesi

• Fase anabolica, sintesi di glucosio a partire da precursori non glucidici.
• Principali precursori sono lattato, amminoacidi e glicerolo.
• Presenza di enzimi specifici.

Metabolismo lipidico

• II fegato svolge diverse funzioni metaboliche, ivi compreso il metabolismo lipidico.
• Catabolismo: sintesi di trigliceridi, fosfolipidi e colesterolo.
• Metabolismo: degradazione degli acidi grassi.