Comunicazione cellulare

Per comunicazione cellulare si intende il complesso sistema di scambio di messaggi tra cellule vicine o, in particolari casi, a livello della stessa cellula. Lo scopo finale della comunicazione cellulare è quello di permettere lo scambio di informazioni, anche tra cellule distanti tra loro. La fitta rete di messaggi serve anche per mantenere funzionale tanto la cellula quanto l'intero organismo. Negli organismi, specialmente quelli più evoluti, ogni cellula è specializzata per operare uno, o pochi, compiti; tuttavia l'intero organismo vive grazie all'azione sinergica di ogni singola cellula che lo forma. Se le cellule non fossero in contatto tra loro, anche per mezzo della "direzione" dei centri nervosi, l'organismo non potrebbe, in alcun modo, essere funzionale.

Esisti della segnalazione cellulare

A seguito di un opportuno segnale cellulare, se correttamente recepito e trasdotto, la cellula puà andare incontro ad apoptosi, a modulazione del metabolismo o a proliferazione cellulare mediante mitosi.

Messaggero

Con il termine, generico, di messaggero si intende una molecola capace di segnalare un evento ad una cellula e, in essa, generare una risposta. I messaggeri possono essere piccole molecole o, più grandi, polipeptidi.

Classe messaggero Esempio
Gas monossido di azoto, ossido di carbonio.
Aminoacidi Generalmente servono da neurotrasmettitori come il glutammato, la glicina e la serina. L'istamina è un derivato dell'aminoacido istidina.
Steroidi Nella fattispecie degli ormoni steroidei, quale il cortisolo.
Eicosanoidi Derivati dell'acido arachidonico

 

Tipi di comunicazione

In base al tipo di modulazione del messaggio e, in generale, alla distanza coperta dal messaggio si identificano differenti tipi di comunicazione: autocrina, paracrina, endocrina, nervosa e sinaptica. Queste appena elencate rappresentano dei meccanismi specifici giacché altri metodi, che si traducono nelle proprietà di membrana della cellula, vengono classificati come interazioni non specifiche.

Comunicazione autocrina

La comunicazione autocrina riguarda i messaggi trasmessi da una cellula e recepiti dalla cellula stessa. Il messaggero prodotto dalla cellula non influenza le altre cellule giacché il messaggio viene, degradato quasi subito, oppure è sequestrato da alcuni elementi della matrice extracellulare.

Comunicazione paracrina

La comunicazione paracrina prevede la sintesi di un messaggero da una cellula che viene recepito da cellule ad essa vicina; le cellula, a tal proposito, non necessariamente appartengono allo stesso tipo cellulare.

Comunicazione endocrina

La comunicazione endocrina fa uso di molecole, chiamati propriamente ormoni, immessi da una ghiandola nel torrente sanguigno. La comunicazione endocrina ha il vantaggio di poter mettere in "contatto" due cellule, o due tessuti in genere, anche distanti tra loro in modo relativamente veloce.

Comunicazione nervosa

Il sistema nervoso è un caso particolare e a sé stante di comunicazione tra le cellule nervose dove un segnale di natura elettrochimica si propaga a velocità considerevoli.

Comunicazione sinaptica

La comunicazione sinaptica avviene nello spazio tra un neurone e un altro mediante l'immissione di messaggeri chimici, tra cui l'acetilcolina.

Trasduzione del segnale

Il messaggero non è il diretto responsabile della risposta cellulare. Lo stimolo, infatti, deve essere trasdotto da un appropriato sistema che determina l'effettiva risposta della cellula bersaglio, attivando una segnalazione intracellulare. Il messaggero può essere captato da un recettore di membrana che, il nome stesso lo suggerisce, è una struttura presente sulla membrana cellullare altamente specifica per il messaggero che, per questa ragione, prende il generico nome di ligando. Se la molecola è capace di permeare la membrana, ad esempio in caso di un ormone liposolubile, il recettore può essere presente all'interno della cellula, ad esempio sulla membrana del nucleo.

I principali trasduttori del segnale sono rappresentati da tutti i sistemi direttamenti legati al recettore. In linea generale le vie di segnalazione intracellulare si risolvono nel legame del messaggero al recettore che, a sua volta, stimola un secondo elemento che può essere un enzima, un canale, o una proteina.

Le proteine G sono legate ai recettori transmembrana e sono formate da tre subunità. La subunità alpha, a seguito del segnale proveniente dal recettore cambia conformazione e sostituisce un GDP con una GTP. Quando la proteina possiede il GTP è attiva ed è capace di mediare la trasduzione del segnale influenzando alcuni enzimi o canali della membrana.

Un altro esempio di trasduttore è dato dai recettori accoppiati alle tirosin-chinasi chiamati anche, genericamente, alle protein-chinasi. L'attivazione delle protein-chinasi determina la capacità di fosforilare specifici residui in enzimi che, a loro volta, possono essere attivati o inibiti. Gli enzimi, una volta modulati, possono, ad esempio, veicolare la cellula verso un determinato metabolismo oppure verso un altro tipo di risposta.

I recettori canale comportano l'apertura di specifici canali, ad esempio per il calcio, che permettono il passaggio di molecole che, normalmente, sono poco concentate nel citoplasma.

Per quanto concerne gli ormoni steroidei, data la loro affinità chimica nei confronti della membrana cellulare, è opportuno ricordare che il recettore steroideo è sempre all'interno della cellula. La risposta steroidea è, di norma, più lenta poiché gli ormoni sono capaci di modulare la trascrizione e, in genere, l'espressione del DNA.

Secondo messaggero

Il secondo messaggero permette di operare una risposta intracellulare, allo stimolo percepito dal recettore. I secondi messaggeri più conosciuti soni l'AMP ciclico (cAMP), il fosfatidilinositolo, l'inositolo e il diacilglicerolo.

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