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MEDIATORI CHIMICI E I LORO RECETTORI - Coggle Diagram
MEDIATORI CHIMICI E I LORO RECETTORI
I segnali chimici sono molecole o strutture chimiche semplici che possono essere di diversi tipi: PROTEINE, PEPTIDI, AMINOACDI, NUCLEOTICI, STEROIDI, DERIVATI DEGLI ACIDI GRASSI, COMPOSTI GASSOSI IN SOLUZIONE
Alcune di queste molecole sono idrofile (solubili in acqua), quindi non possono superare le membrane cellulari e hanno bisogno che i loro recettori si trovino all'esterno, fuori dalla membrana. Questo è il caso tipico delle sostanze più grosse come le proteine, gli aminoacidi e i peptidi
Altre sostanza, piccole e lipofiliche, come gli steroidi, possono superare facilmente le membrane cellulari. Presentano, infatti, i recettori specifici all'interno della cellula.
Tutte le sostanze che fungono da segnali chimici sono dette LIGANDI e possono essere ENDOGENI, prodotti dall'organismo, o ESOGENI, esterni all'organismo come farmaci o droghe
è un termine più generale di neurotrasmettitori perchè comprendono, per esempio, anche gli ormoni che non sempre sono NT
I COMPOSTI GASSOSI IN SOLUZIONE
sono elementi molto piccoli come l'NO (ossido di azoto) e il CO (monossido di carbonio), hanno peso molecolare molto basso, sono gas solubili e sono presenti nelle cellule (anche nei neuroni) perchè vengono conservati nel citoplasma
Essendo piccoli si diffondono immediatamente a 360° dopo la produzione.
Possono anche attraversare le membrane cellulari perchè liposolubili.
Il problema è che hanno una vita molto breve e di conseguenza arrivano a un raggio limitato dato che si scompongono molto velocemente.
Sono coinvolti nella trasmissione RETROGRADA dei neuroni: informano il neurone presinaptico di qualcosa che è avvenuto in quello postsinaptico
Oltre ai CGinS, che sono una categoria a parte, gli NT si dividono in 3 famiglie:
AMMINE (nt leggero)
AMINOACIDI (net leggero)
NEUROPEPTIDI (nt pesante, formati da catene di aminoacidi)
RECETTORI
Gli NT funzionano perchè si legano ad un RECETTORE che si trova sulla membrana postsinaptica e che funziona in maniera specifica
NB: certe volte un recettore può essere attivato da una molecola con struttura molto simile a l'NT corrispondente
i recettori sono fatti per rispondere ad un ligando endogeno (possono esisterne esogeni simili a quello specifico NT)
in generale non succede che due diversi NT si leghino ad uno stesso recettore poichè, questi ultimi, sono molto specifici
si possono, al contrario, avere uno stesso NT che si lega a diversi recettori che vengono definiti SOTTOTIPI
conosciamo oltre 100 tipi di recettori diversi e si possono dividere in due categorie
A TRASMISSIONE VELOCE o IONOTROPICI
Il recettore è un canale ionico e attiva il passaggio di ioni. E' composto da una serie di proteine transmembranarie assemblate tra loro a formare un poro transmembranario come canale ionico che viene aperto o chiuso in base al ligando con specifico NT
Sulla facciata extracellulare presentano uno o più siti di legame specifici per il NT: ACCOPPIAMENTO DIRETTO
esempio del RECETTORE IONOTROPICO CONLINERGICO NICOTILICO
Presenta due siti di legame, quindi necessita di due NT di acetilcolina per l'attivazione
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A TRASMISSIONE LENTA o METABOTROPICI
composti da proteina transmembranaria ma non c'è un poro centrale
NESSUN PASSAGGIO DIRETTO
ha un sito di legame esterno alla cellula e, all'interno, presenta strutture che si attivano quando l'NT di lega
attiva reazioni metaboliche (da qui il suo nome metabotropico), effetti chimici, all'interno della cellula neurale
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SINAPSI CHIMICHE
SINAPSI VELOCI DEL SNC, composte da mitocondri e vescicole di NT
entrambi i tipi di sinapsi hanno l'NT leggero ma il quelle del SNP ha molecole di NT un po' più grandi e pesanti che risultano più scure poichè opache
SINAPSI DEL SNP, che contengono molte vescicole a nucleo denso e scuro, ovvero i granuli secretori che contengono neuropeptidi ad alto peso molecolare
IL PRINCIPIO DI DALE
Sostiene che ogni neurone impiega solo un tipo di NT leggero.
nome neurone = nome NT leggero che usa come messaggero + - ergico
l'eccezione al principio sono i neuroni che contengono peptidi perchè questi, solitamente, contengono anche un NT a basso peso molecolare: si parla di COLOCALIZZAZIONE o COESISTENZA DI NEUROTRASMETTITORE
in alcuni casi il fine ultimo è quello di regolare il metabolismo cellulare o la funzione dei canali ionici, per rendere il neurone migliore o comunque più pronto a rispondere ai successivi segnali che gli arriveranno
NEUROMODULAZIONE: l'arrivo di un segnale attraverso NT non determina un effetto, ma modifica in maniera duratura il modo in cui la cellula stessa risponde ai segnali
vediamo nello specifico le proteine G ad azione immediata su canale ionico: è l'azione più rapida tra quelle che si possono ottenere da un recettore metabotropico (30-100 ms), è la VIA PIU' BREVE
un esempio è il recettore muscarinico (si trova nel muscolo muscarino) dove è l'unità beta+gamma che va ad attivare un canale ionico per il potassio: si attiva e determina un abbassamento della frequenza cardiaca
nella maggior parte dei casi l'azione della proteina G coinvolge l'attivazione di un II messaggero che a sua volta inizia una cascata di eventi biochimici intracellulari
molto spesso tale cascata termina con la fosforilazione di una proteina (solitamente di un canale ioni) che cambia conformazione: viene aggiunto un gruppo fosforico da parte degli enzimi protein-chinasi e ciò fa cambiare la conformazione della proteina a cui viene aggiunto. Gli enzimi che compiono l'azione opposta sono i protein-fosfatasi
Il fatto che ci siano tante strutture che collaborano insieme e si attivano, determina un effetto prolungato di attivazione, che dura anche dopo che l'NT non c'è più
REGOLAZIONE DEL SISTEMA: quando (esempio) la noradrenalina si lega a un sottotipo di recettore, la proteina G eccitatoria si attiva (esistono + tipologie). Sulla stessa membrana possono esserci altri recettori che reagiscono con la noradrenaline e il suo effetto può essere variato regolando la proporzione di recettori attivati di un sottotipo o di un altro -> nessuna molecola dura per sempre, al massimo qualche settimana e poi devono essere sostituite
AMPLIFICAZIONE DEL SISTEMA: dipende dalla funzione del segnale a cascata. Il fatto che ci sia un ordine prefissato di step, ad ogni quale le cose possono essere moltiplicate dipende dal fatto che il NT rimane attaccato, il recettore continua a chiamare proteine G che a loro volta attivano altre proteine che finchè sono tutte attive fosforilano più di un canale