Di Bert Markgraf Aggiornato il 30 agosto 2022
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Negli organismi multicellulari, ciascuna cellula deve svolgere un ruolo specializzato e coordinarsi con le vicine. Questa coordinazione si ottiene attraverso la segnalazione cellulare:messaggi chimici che possono agire localmente o sistemicamente.
Un tipico evento di segnalazione segue quattro fasi:1) il mittente rilascia un segnale chimico; 2) lo spunto si lega ai recettori sulla superficie della cellula bersaglio; 3) il segnale viene trasdotto all'interno della cellula; e 4) la cellula bersaglio altera il suo comportamento.
Sebbene tutti i percorsi di segnalazione condividano questo processo fondamentale, differiscono in velocità e portata. I neuroni trasmettono segnali quasi istantaneamente su brevi distanze, mentre gli ormoni endocrini viaggiano più lentamente attraverso il flusso sanguigno per influenzare i tessuti distanti.
Le cellule scelgono una modalità di segnalazione in base al bersaglio e alla velocità richiesta. I quattro meccanismi principali sono:
La segnalazione paracrina è un sistema di comunicazione locale. Una cellula rilascia una molecola di segnalazione che si diffonde nell'ambiente tissutale immediato, interessando solo le cellule che possiedono recettori specifici per quella molecola.
Poiché la sostanza chimica è instabile su lunghe distanze, i segnali paracrini sono ideali per coordinare attività come il ricambio delle cellule della pelle, la contrazione muscolare e le risposte immunitarie locali.
Nella segnalazione autocrina, una cellula rilascia una sostanza chimica che si lega ai recettori sulla sua stessa superficie, essenzialmente stimolandosi. Questo ciclo di autofeedback è fondamentale durante lo sviluppo embrionale e la differenziazione cellulare e può essere sfruttato in alcuni tumori per favorire una crescita incontrollata.
Gli ormoni endocrini sono molecole stabili che entrano nel flusso sanguigno e viaggiano verso tessuti distanti. Ad esempio, l'adrenalina rilasciata dalla ghiandola surrenale inonda il sangue, innescando aumenti della frequenza cardiaca, vasocostrizione e attivazione delle ghiandole sudoripare, preparando il corpo alla lotta o alla fuga.
Le sinapsi sono strutture specializzate che portano due cellule in stretta vicinanza, spesso quasi a toccarsi. Questa disposizione consente ai neurotrasmettitori di essere rilasciati in una piccola fessura sinaptica e di essere rapidamente assorbiti dai recettori della cellula partner, consentendo la comunicazione rapida e ripetuta essenziale per le reti neurali.
Indipendentemente dalla modalità di segnalazione, la ricezione inizia con i recettori superficiali della cellula bersaglio che legano il segnale chimico. Questo legame innesca una cascata intracellulare, la trasduzione del segnale, che alla fine modifica il comportamento della cellula.
La trasduzione del segnale culmina spesso nel nucleo, dove modula l'espressione genica. Attivando o disattivando geni specifici, la cellula può crescere, dividersi, produrre proteine, alterare il metabolismo o andare incontro ad apoptosi, tutto in risposta al segnale ricevuto.
Il ciclo continuo di rilascio, ricezione, trasduzione e cambiamento comportamentale del segnale mantiene gli organismi multicellulari funzionanti in modo coeso.
