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6.6: Segnalazione paracrina
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Paracrine Signaling
 
Trascrizione

6.6: Segnalazione paracrina

Panoramica

La segnalazione paracrina consente alle cellule di comunicare con i loro vicini immediati tramite la secrezione di molecole di segnalazione. Il segnale attiva solo una risposta nelle cellule bersaglio vicine dal momento che le molecole segnale si degradano rapidamente o sono inattivati dalle cellule vicine se non catturate. Esempi importanti di segnalazione paracrina includono la segnalazione di ossido nitrico nei vasi sanguigni, la segnalazione sinaptica dei neuroni, il sistema di coagulazione del sangue, la riparazione/guarigione dei tessuti e le reazioni cutanee allergiche locali.

L'ossido nitrico è coinvolto nell'iperdilatazione e nel controllo della pressione sanguigna

Una delle molecole di segnalazione paracrina essenziali è l'ossido nitrico gassoso (NO). L'ossido nitrico è prodotto da una famiglia di enzimi noti come sintasi di ossido nitrico.

I vasi sanguigni contengono diversi strati di cellule. Lo strato più interno di cellule è l'endotelio. Le cellule endoteliali hanno sintetasi di ossido nitrico, che produce ossido nitrico che si diffonde in tutte le direzioni. L'ossido nitrico che raggiunge il sangue non contribuisce alla segnalazione, ma reagisce immediatamente con sostanze biochimiche, come l'emoglobina. Le molecole di ossido nitrico che si diffondono nella direzione opposta, verso lo strato successivo del vaso sanguigno, partecipano a qualche importante segnalazione.

Lo strato appena esterno all'endotelio è costituito da cellule muscolari lisce. La funzione delle cellule muscolari lisce è quella di contrarsi. Quando queste cellule si contraggono, si bloccano sul vaso sanguigno, riducendone il diametro e aumentando di conseguenza la pressione sanguigna.

L'ossido nitrico facilita il rilassamento delle cellule muscolari lisce impegnandosi nella segnalazione paracrina. Ciò comporta il legame dell' ossido nitrico con i recettori della guanilato ciclasi, che si traduce in un aumento dei livelli di monofosfato di guanosina ciclica (cGMP) nelle cellule muscolari lisce. Questo porta al rilassamento muscolare liscio, aumentando il diametro del vaso. Questo processo è noto come dilatazione, e abbassa la pressione sanguigna.

Il segnale paracrino promuove la coagulazione del sangue

Quando un vaso sanguigno è danneggiato e inizia a sanguinare, questo significa che l'endotelio è stato rotto. Il tessuto endoteliale rotto rilascia il fattore von Willebrand (vWF), che si lega alle piastrine, i piccoli globuli bianchi senza nuclei, che circolano nel sangue. Questa è una forma di segnalazione paracrina. Nel frattempo, le fibre di collagene sotto le cellule endoteliali si legano anche alle piastrine. Diverse altre proteine piastrine vengono successivamente attivate e rilasciate dalle piastrine. Queste proteine, a loro volta, attivano più piastrine tramite segnalazione paracrina. Una complessa serie di reazioni tra molti fattori di coagulazione forma una sostanza nota come fibrina, che tiene insieme il coagulo di sangue e rattoppa l'endotelio rotto.

Viagra (Sildenafil) e il Premio Nobel

Nel 1978, Robert Furchgott scoprì una sostanza che chiamò "Endothelium-Derived Relaxing Factor". Verso la metà degli anni '80, aveva stabilito che questa sostanza era di ossido nitrico. Nel frattempo, Louis Ignarro fece indipendentemente la stessa scoperta, e Ferid Murad dimostrò che l'ossido nitrico aumenta i livelli di GMP ciclico. Per questo lavoro, Furchgott, Ignarro e Murad ricevettero un premio Nobel condiviso nel 1998.

Nel 1989, i ricercatori che lavorano per Pfizer hanno sviluppato il farmaco sildenafil come un farmaco per la pressione sanguigna. E 'diventato rapidamente evidente che sildenafil aveva notevoli effetti sulle erezioni, che ha suscitato interesse nel potenziale del farmaco per trattare la disfunzione erettile. La disfunzione erettile è un problema di salute frequente negli uomini di mezza età e anziani. Questa condizione si verifica a causa di alta pressione sanguigna che colpisce i vasi sanguigni del pene. La ragione è che il corpus cavernosum (la parte più piena di sangue del pene) produce fosfodiesterase tipo 5 (PDE5). Questo enzima degrada specificamente cGMP. Il nuovo farmaco ha potentemente inibito PDE5, spiegando la sua attività. A Sildenafil fu dato il marchio Viagra, e le vendite decollarono.

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Paracrine Signaling Cells Communication Signaling Molecules Neighbors Response Target Cells Degradation Inactivation Nitric Oxide (NO) Blood Vessels Endothelial Cells Smooth Muscle Cells Relaxation Dilation Local Mediator

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