Biologia · Unità 6 0.75 CFU

1. Matrice extracellulare e giunzioni cellulari

Matrice extracellulare (ECM)

• Componenti: collagene (resistenza), elastina (elasticità), fibronectina (adesione), laminina (membrane basali), proteoglicani (idratazione).
• Degradazione della ECM: mediata da metalloproteasi (MMP) e serin-proteasi.
• Ancoraggio alla matrice: mediato da integrine (recettori transmembrana che legano la ECM e si connettono al citoscheletro).
• Meccanotrasduzione: le cellule percepiscono e rispondono a stimoli meccanici (es. tensione, compressione).
• Fibronectina: proteina della ECM che media l'adesione cellulare.

Giunzioni cellulari

• Giunzioni occludenti (tight junctions): sigillano lo spazio tra le cellule (impermeabili). Es. barriera emato-encefalica.
• Giunzioni aderenti (adherens junctions): mediano l'adesione cellula-cellula (caderine, catenine, actina).
• Desmosomi: forniscono resistenza meccanica (caderine desmosomiali, filamenti intermedi).
• Emidesmosomi: ancorano le cellule alla ECM (integrine, filamenti intermedi).
• Giunzioni comunicanti (gap junctions): canali (connessoni) che permettono il passaggio di ioni e piccole molecole tra cellule adiacenti.
• Caderine e CAM (Cell Adhesion Molecules): proteine di adesione cellulare (es. cadherine, NCAM).

2. Tipi di segnalazione cellulare

• Segnalazione da contatto: le cellule comunicano attraverso il contatto diretto (es. giunzioni comunicanti, ligandi di membrana).
• Segnalazione autocrina: la cellula produce un segnale che agisce su sé stessa (es. fattori di crescita).
• Segnalazione paracrina: il segnale agisce su cellule vicine (es. neurotrasmettitori).
• Segnalazione endocrina: il segnale (ormone) viene trasportato dal sangue a cellule bersaglio distanti.
• Segnalazione sinaptica: i neurotrasmettitori vengono rilasciati nella sinapsi per agire su cellule bersaglio specifiche.

3. Recettori e trasduzione del segnale

Classi di recettori

Recettori accoppiati a proteine G (GPCR)

• Proteine G monomeriche: piccole proteine G (es. Ras, Rho).
• Proteine G eterotrimeriche: composte da subunità α, β, γ. Attivate quando il ligando si lega al recettore (GDP → GTP sulla subunità α).
• Proteine regolatorie:
  • GEF (Guanine Nucleotide Exchange Factor): promuove lo scambio GDP → GTP (attivazione).
  • GAP (GTPase Activating Protein): promuove l'idrolisi di GTP → GDP (inattivazione).
• Secondi messaggeri: cAMP, Ca²⁺, IP3, DAG, cGMP.
• Amplificazione del segnale: un recettore attiva molte proteine G, che attivano molti enzimi, che producono molti secondi messaggeri.
• Desensibilizzazione recettoriale: il recettore viene fosforilato, internalizzato o degradato (es. visione: rodopsina → arrestina).

Recettori tirosin-chinasici (RTK)

• Recettori con attività tirosin-chinasica intrinseca (es. recettore dell'EGF, recettore dell'insulina).
• Via Ras-MAP chinasi:
  1. Ligando → dimerizzazione e autofosforilazione del recettore.
  2. Proteine adattatrici (Grb2) + SOS (GEF) → attivano Ras (GDP → GTP).
  3. Ras attiva Raf (MAP chinasi chinasi chinasi) → MEK (MAP chinasi chinasi) → ERK (MAP chinasi).
  4. ERK fosforila fattori di trascrizione (es. c-Myc, AP-1) → proliferazione, differenziamento.
• Oncogeni e trasduzione del segnale: mutazioni attivanti di Ras o Raf sono oncogeni (es. cancro).

Segnalazione dei fosfoinositidi

• La fosfolipasi C (PLC) idrolizza PIP2 in IP3 e DAG.
• IP3: rilascia Ca²⁺ dal reticolo endoplasmatico.
• DAG: attiva la proteina chinasi C (PKC).

Recettore per l'insulina

• RTK tetramerico (2 subunità α, 2 subunità β).
• Attivazione → autofosforilazione → fosforilazione dei substrati (IRS) → via PI3K/AKT (metabolismo) e via Ras/MAPK (crescita).

Recettore per l'EGF (EGFR)

• RTK coinvolto nella crescita cellulare.
• Sovraespresso in molti tumori (es. cancro del polmone, del colon).
• Farmaci anti-EGFR: cetuximab, gefitinib (inibitori della tirosin-chinasi).