ADESIONI CELLULA-CELLULA Trasporti_4

Adesioni cellula-cellula durante lo sviluppo e la crescita le membrane di cellule adiacenti formano connessioni (giunzioni) che possono rimanere permanenti si distinguono tre tipi di giunzioni: serrate, comunicanti e aderenti Giunzioni serrate (tight junctions) sono presenti nei tessuti epiteliali degli organi cavi che assorbono e rilasciano ioni e molecole (rene e tratto gastrointestinale) formano una barriera impermeabile alle sostanze polari tra il lato luminale e il lato sierosale trasporto transepiteliale o transcellulare (attraverso le cellule) trasporto paracellulare (tra le cellule) lato luminale lato sierosale Occludine Giunzioni serrate Spazio intercellulare Membrana citoplasmatica di cellule adiacenti Membrana apicale Membrana basolaterale Microvilli Sangue Fluido interstiziale Soluto Lume Trasporti_4

Giunzioni aderenti (desmosomi) Giunzioni filamentose tra due cellule Formati da una placca di glicoproteine all’interno e da filamenti proteici che si estendono verso l’esterno (caderine) Conferiscono stabilità meccanica alle giunzioni Presenti nei tessuti soggetti a forze meccaniche: cuore, utero e cute Giunzioni comunicanti (gap junctions) Presenti in molti tessuti, in particolare nel muscolo cardiaco e liscio Danno origine a microaree connesse da proteine di membrana (connessoni) che formano pori acquosi di grosse dimensioni Ogni connessone è formato da 6 proteine (connessine) Consentono il sincronismo elettrico e meccanico tra gruppi di cellule Cellula del muscolo cardiaco Spazio intercellulare Connessine Connessone Canale per passaggio di piccole molecole e ioni Filamenti intracellulari Placca Filamenti intercellulari (caderine) Membrane citoplasmatiche di cellule adiacenti Membrane citoplasmatiche di cellule adiacenti Desmosomi Giunzioni comunicanti Sono presenti anche nel tessuto nervoso. Trasporti_4

Endocitosi fagocitosi Consente l’inglobamento di particelle di grosse dimensioni (batteri) pinocitosi Consente l’inglobamento di H2O e soluti Endocitosi mediata da recettori Consente l’inglobamento di specifiche molecole Una vescicola contiene recettori e molecole di clatrina che rivestono l’involucro esterno della vescicola Trasporti_4

Esocitosi Meccanismo vescicolare che consente la secrezione di molecole all’esterno della cellula (neurotrasmettitori, ormoni, anticorpi, muco) Consente di aggiungere componenti alla membrana plasmatica (proteine, fosfolipidi e carboidrati) E’ bilanciata dal processo inverso di endocitosi che aiuta la cellula a mantenere costante il numero di vescicole e le dimensioni della membrana plasmatica E’ un processo regolato da molti fattori (Ca2+, ATP, cAMP, PKA, PKC, ….) e filamenti proteici vescicolari e di membrana (complesso SNARE) Trasporti_4

TRASPORTO ATTRAVERSO GLI EPITELI Trasporti_4

Struttura epiteliale la membrana apicale dell’epitelio è rivolta verso il lume della cavità corporea la membrana basolaterale è in contatto con il liquido interstiziale, che scambia sostanze con il sangue. le cellule adiacenti sono unite principalmente da giunzioni serrate, che limitano il passaggio di sostanze: i due liquidi sui due lati dell’epitelio possono avere composizione diversa.

Caratteristiche generale del trasporto attraverso un epitelio esistono due tipi di trasporti paracellulare transcellulare trasporto paracellulare: movimento diffusionale passivo di ioni (Na+, Cl-, K+, Ca2+, Mg2+) e H2O trasporto transcellulare: movimento di ioni e molecole attraverso le cellule mediato da trasportatori. E’ composto da: trasporto passivo o attivo secondario (senza richiesta di ATP) sulla membrana apicale. trasporto attivo primario (Na+/K+-ATPasi) e altri tipi di trasporto passivo e attivo secondario sulla membrana basolaterale. Trasporti_4

Assorbimento di Na+ e glucosio H+ Trasporto passivo di Na+ sulla m. apicale (antiporto Na+/H+) Trasporto attivo di Na+ e K+ sulla m. basolaterale (Na+/K+-ATPasi) Trasporto passivo di K+ sulla m. basolaterale (canale ionico) Assorbimento di Na+ e glucosio Trasporto attivo secondario di Na+ e glucosio (simporto Na+/glucosio) sulla m. apicale Trasporto attivo di Na+ e K+ sulla m. basolaterale (Na+/K+-ATPasi) Trasporto facilitato di glucosio (GLUT) e passivo di K+ sulla m. basolaterale (canale ionico) Trasporti_4

Assorbimento di soluti e H2O Gli epiteli assorbono (o secernono) H2O utilizzando il trasporto attivo di soluti Si crea prima un gradiente osmotico tra le soluzioni poste ai due lati dell’epitelio L’H2O quindi fluisce passivamente attraverso l’epitelio per osmosi Il trasporto attivo sulla membrana basolaterale crea un gradiente osmotico attraverso l’epitelio che genera un flusso di acqua dal lume al liquido interstiziale (assorbimento). Può accadere il contrario se l’H2O è secreta. Trasporti_4

Patologie del trasporto epiteliale: la fibrosi cistica In alcune condizioni patologiche il trasporto epiteliale di H2O è eccessivo o insufficiente: Nella fibrosi cistica l’epitelio (formato da cellule cigliate) che riveste le vie respiratorie non trasporta abbastanza soluti (Na+ e Cl-) per produrre liquidi. Un difetto genetico del canale del Cl- (CFTR) riduce la permeabilità al Cl-. Diminuisce il trasporto del Na+, viene meno il gradiente osmotico e quindi la secrezione di acqua. I polmoni si arricchiscono di muco denso che blocca il movimento retrogrado delle cellule cigliate. Si riduce l’azione protettiva di espulsione di sostanze nocive e infettive dalle vie aree causando gravi infezioni batteriche e virali. - La fibrosi cistica è una malattia ereditaria a carattere mortale che colpisce 1 individuo su 2500 (popolazione caucasica). - Causata da una mutazione del gene CF che codifica per una proteina chiamata CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane-conductance Regulator) la cui funzione, normalmente, è quella di trasportare il cloro e il sodio (e conseguentemente l'acqua) attraverso le membrane cellulari a livello della membrana apicale delle cellule epiteliali delle vie aeree, del pancreas, dell‘intestino, delle ghiandole sudoripare e dei vasi deferenti. - L’interno della cellula contiene Cl- , mantenuto tipicamente dal simporto Na/K/2Cl. Il canale CFTR (che è permeabile al Cl-) trasporta passivamente il Cl- verso la soluzione apicale esterna. Il canale è regolato dal cAMP. Può rimanere permanentemente aperto se i livelli di cAMP aumentano molto, come nel caso di infezioni da tossina colerica che attiva permanentemente una Gs, che a sua volta attiva un’adenilato ciclasi con consequente aumento di cAMP. - Nel caso della fibrosi cistica il canale CFTR è difettoso e conduce poco il Cl- Trasporti_4