Riparazione delle ferite.
Quello che viene ad essere interrotto è la membrana basale che sta sotto l'epitelio. Una semplice esfoliazione dell'epitelio non innesca segnali così complessi perché c'è uno strato germinale che sostituirà le cellula mancanti. Se la ferita è profonda e arriva al derma si ha l'innesco di una risposta di riparazione.
I cheratinociti che si trovavano sullo strato basale, in assenza della membrana basale prendono contatto col sottostante derma e interagiscono col collagene di tipo 1. Questa interazione fa sì che vengano innescati segnali di trasduzione determinati dalle integrine che indurranno la trascrizione di nuove proteine, in particolar modo dell'enzima mettalloproteasi di tipo 1 che viene rilasciata nell'ambiente extracellulare. Questi enzimi nell'ambiente extracellulare incominciano a digerire la matrice, il collagene che viene smantellato dalla metalloproteasi rivela dei siti di interazione che sono criptici, non sono visibili, ma nel momento in cui la metalloproteasi agisce questi si rivelano.
I cheratinociti ricevono un segnale migratorio grazie alle proteine espresse sulle membrane incominciano a camminare su questo collagene fino a che non incontrano altri cheratinociti; a questo punto iniziano dei segnali inibitori sulla migrazione. Nel frattempo i cheratinociti hanno avviato la sintesi di altre proteine, in particolar modo la laminina che viene modificata da enzimi presenti nella matrice extracellulare, in particolar modo la plasmina, incomincia a creare quel network tridimensionale che rappresenta il segnale di stop alla migrazione. I cheratinociti che avevano ricevuto segnali di avvio della migrazione e della sintesi di proteine una volta raggiunta una continuità dell'epitelio ricevono dalla matrice extracellulare dei segnali di stop. Viene arrestata la migrazione e la biosintesi di componenti della membrana basale.
Malattie autosomiche umane che coinvolgono le integrine:
• Trombastenia di Glanmann. Disordine emorragico, anormalità quali/quantitativa dell'integrina alfa3Bbeta3 sulle piastrine
• Leukocyte Adhesion Deficiency (LAD-1); caratterizzata da infezioni ricorrenti (causate da ridotta adesività e mobilità dei neutrofili); mutazioni nella subunità beta2 delle integrine CD11/CD18 (espresse dai neutrofili)
• Epidermolisi Bollosa; degenerazione epidermica di natura vescicolare, a volte letale; mutazione delle subunità alfa e beta dell'integrina alfa6beta4 nel contesto di emidesmosomi
Ig-CAMs.
Molecole di adesione simili alle immunoglobuline. Sono una famiglia di proteine ovviamente pleiotropica, diffusa in tutto l'organismo, costituita da proteine con funzione di corecettore. Le Ig-CAMs sono o con recettori di altre molecole di adesione, oppure in trans sono i ligandi per le integrine. Consentono interazione sia di tipo omofilico o eterofilico, di natura debole e transiente. Anche loro conferiscono la tessuto specificità, ciascun tessuto ha un limitato numero di Ig-CAMs che può essere espresso. I partner principali sono proprio le integrine e fino a oggi non è chiaro se siano responsabili autonomamente di un segnale di trasduzione, proprio per la loro natura, il loro esistere sempre in associazione con altre molecole di adesione, non consente di identificare se possiedono delle peculiarità o se semplicemente consentono la normale trasduzione di recettori e di molecole di adesione.
SELECTINE.
Molecole di adesione con funzione più di aggancio. Mediano le interazioni cellula-cellula, di natura eterofilica, lo fanno nel contesto delle dinamiche ematovascolari, nel dialogo, nell'interazione tra componenti del sangue col l'endotelio dei vasi in cui si trovano queste cellule. I leucociti impiegano le selectine per innescare quei rapporti di adesione che porteranno alla diapedesi, alla transmigrazione attraverso la parete vascolare. Sono delle proteine dotate di domini capaci di legare carboidrati o sequenze oligosaccaridiche. Le interazioni sono transienti, dipendono dalle concentrazioni del calcio.
Abbiamo tre tipologie:
• L-selectine (leucociti)
• P-selctine (piastrine ed endotelio)
• E-selectine (endotelio quando questo è attivato)
Le cellule endoteliali, attivate dall'infiammazione, sono in grado di esprimere momentaneamente le E-selectine che sono fondamentali per riconoscere sequenze oligosaccaridiche presenti sulla membrana di leucociti e piastrine. Questo è importante non solo per la risposta flogistica ma anche nella formazione del coagulo, ogni qualvolta c'è un'alterazione della struttura dei vasi. Svolgono la loro funzione anche negli organi linfatici. Le cellule residenti endoteliali esprimono oligosaccaridi riconosciuti dalle L-selectine dei leucociti. È l'endotelio ad esprimere un ligando per le selectine e queste si trovano sui leucociti. Sia nel sangue che a livello nodale le selectine sono molto importanti.
Ma non solo: il fenomeno del richiamo delle cellule infiammatorie nel tessuto lesionato è il risultato dell'integrazione dell'azione di più molecole di adesione in cui le selectine rappresentano solo lo step iniziale. Le cellule che si trovano nel torrente ematico abitualmente seguono il flusso, di tanto in tanto rimbalzano contro le pareti, ma questo tipo di interazione casuale può essere incanalato verso una vera e propria adesione proprio dall'espressione di selectine. C'è una prima fase in cui l'endotelio si attiva che consente un'interazione più stabile con le cellule del sangue in virtù dell'interazione tramite selectine e glicoproteine: questa fase è definita come rolling, le cellule cominciano a rotolare anziché rimbalzare. Durante questa fase avvengono nuove modifiche nell'espressione delle cellule fino a determinare un arresto della cellula e una sua adesione più forte all'endotelio. Questo step è preparatorio alle modificazioni dell'endotelio e morfologiche delle cellule sanguigne le quali si strizzeranno per passare attraverso le fenestrature dell'endotelio e arrivare al tessuto lesionato.
Tessuto lesionato.
Abbiamo cellule dendritiche, monociti diventati macrofagi, i quali sono stati attivati nella loro risposta e hanno prodotto una serie di fattori che servono a distruggere e fagocitare l'elemento nocivo. Hanno anche prodotto IL-1 e TGN-alfa che chiameranno rinforzi dalle cellule del sangue. Queste citochine in prima istanza hanno come bersaglio le cellule endoteliali le quali iniziano ad esprimere l'E-selectina, oltre a questa viene esposto il ligando della L-selectina (glicoproteina) e della P-selectina. Le cellule presenti nel lume vascolare sono in grado di andare incontro al cosiddetto rolling. Interazione tra E-selectina e la glicoproteina presente sul leucocita ecc. Nel frattempo verranno prodotti altri mediatori dell'infiammazione: prostaglandine, leucotrieni, PAF, PG, LT, TX (tutti quesit sono ligandi per recettori accoppiati a proteine G). La cellula si trova vicina all'endotelio, stimolata da ligandi per recettori accoppiati a proteine G che provocano un segnale intracellulare che ha come effetto quello di determinare l'esposizione delle integrine e la loro conformazione attiva. Queste integrine vengono esposte nella loro conformazione estesa, quella predisposta all'interazione e questo è lo step finale. Si determina un'adesione salda tra leucocita ed endotelio, da questa parte l'ultimo step che è quello della vera e propria diapedesi: le Ig-CAM consentiranno interazioni con membrane latero-laterali degli endoteliali, la cellula si insinua tra cellule endoteliali per passare attraverso e finire nel tessuto. Il processo della diapedesi, della migrazione delle cellule infiammatorie dal torrente vascolare al tessuto infiammato o infetto rappresenta la somma della funzione di più molecole di adesione.