La malattia è un'alterazione di una condizione ottimale nella quale vive un organismo multicellulare, è quindi uno stato di squilibrio. L'organismo unicellulare deve controllare solo quello che avviene all'interno di una cellula, uno multicellulare deve coordinare diversi aspetti. L'omeostasi umana è il risultato della comunicazione tra i vari gruppi cellulari.
Le interazioni cellula cellula sono molto importanti e si giocano tra l'interazione molecolare tra un ligando e il suo recettore. Le interazioni possono avvenire sia a breve che a grande distanza, ce ne sono di diversi tipi:
• Segnali endocrini: molecole segnale dette ormoni, agiscono su tessuti target distanti dall'organo secernente; abitualmente è il sangue a veicolare tali segnali; es: TSH tiroide, insulina fegato muscoli ecc..
• Segnali paracrini: la molecola reca un segnale diretto a cellule in prossimità di quelle secernenti. Es: neurotrasmettitori e neurormoni (possono trovarsi nelle vescicole sinaptiche) veicolano segnali eccitatori tra neuroni adiacenti o tra neuroni e fibre muscolari innervate. Citochine e cellule immunitarie/flogistiche
• Segnali autocrini: la molecola segnale viene prodotta e sentita dalla stessa cellula, la cellula regola se stessa, una stessa cellula produce il ligando e possiede il recettore. Agiscono in tale maniera numerosi fattori di crescita (anche comunicazione paracrina) e citochine. Molte cellule in coltura producono fattori necessari per il proprio sostenimento
• Segnalazione diretta: la molecola in questione non viene rilasciata nell'ambiente extracellulare, ma esposta sulla membrana plasmatica per interagire con specifici recettori espressi dalle cellule circostanti; un tipico esempio è dato dalle molecole di adesione, e dai fattori di crescita che possono essere prodotti sia in forma solubile (segnalazione autocrina, paracrina, endocrina), che legata alle membrane Sede di interazione ligando-recettore. Le caratteristiche chimico/fisiche dei ligandi ne determinano la classificazione e il sito di interazione con i corrispettivi recettori: • molecole lipofiliche: capaci di superare la membrana cellulare, intercettando recettori intracellulari, ormoni steroidei e tiroidei
• molecole idrosolubili: interagiscono con recettori di membrana (neurotrasmettitori, ormoni e ligandi specifici)
• molecole lipofiliche che sebbene capaci di attraversare la membrana plasmatica interagiscono con recettori di membrana, es Prostaglandine, PAF Classificazione dei recettori di membrana:
• Recettore-canale: il ligando determina un cambiamento conformazionale del recettore-canale causandone l'apertura, è formato da più subunità, es. recettore per l'acetilcolina, nicotinico, alla giunzione neuromuscolare
• Recettori accoppiati alle proteine G: il ligando interagendo con il recettore ne determina l'accoppiamento con la proteina G; questa, a sua volta, attiva o inibisce la produzione di secondi messaggeri o l'apertura di canali di membrana, es. recettori per la serotonina, epinefrina, glucagone • Recettori con attività intrinseca: il ligando determina la di(multi)merizzazione del recettore innescandone l'attività enzimatica: guanilato ciclasica, serin7treonin chinasica, fosatasica, tirosin/chinasica, es. recettori per i fattori di crescita
• Recettori privi di attività intrinseca: il ligando causa la dimerizzazione del recettore, e quindi la sua interazione con enzimi effettori, reclutano delle chinasi per effettuare il messaggio, es. recettori per molte citochine, interferoni, molecole di adesione.
Subunità e' una proteina con una sua identità, parte da un N terminale e arriva a un C terminale, ha anche geni che codificano per essa stessa.
Dominio e' una sequenza amminoacidica ristretta posta all'interno di una subunità, e si identifica con dominio una sequenza che è depositaria di una funzione, i domini caratterizzano la funzione di una proteina.
Il segnale intracellulare.
Gli effetti biologici evocati dal complesso ligando-recettore possono essere suddivisi in:
• effetti diretti: il complesso attivato agisce direttamente sulle molecole bersaglio, es. recettori ad attività tirosin-chinasica, recettori intracellulari che legano il DNA, recettori canale che aprendosi modificano il contenuto ionico della cellula
• effetti indiretti: secondi messaggeri... Nella modulazione del segnale si vengono a formare circuiti di feed-back, positivi e negativi. Uno dei più importanti sistemi di controllo è l'asse ipotalamo-ipofisario, es. FSH e LH.