Recettori di membrana (o di superficie)

Così definiti per distinguerli dai recettori intracellulari, i recettori di membrana (o di superficie) coinvolti nella segnalazione tra le cellule eucariotiche sono glicoproteine di membrana progettate in modo da riconoscere e interagire con molecole-segnale circolanti nel mezzo extracellulare. Le molecole-segnale (o ligandi), che comprendono ormoni, fattori di crescita e neurotrasmettitori, vengono rilasciate da un gruppo di cellule e legate dai recettori di un altro gruppo di cellule. Il ligando può essere anche rappresentato da un farmaco. In ogni caso, il legame da parte del recettore innesca una serie di complesse risposte interne nella cellula che riceve il segnale, come l’incremento o la diminuzione delle attività cellulari di trasporto, secrezione, metabolismo, inizio della divisione cellulare, movimento cellulare.
I recettori di superficie sono glicoproteine che attraversano completamente la membrana e che possiedono regioni che si estendono da entrambi i lati della membrana plasmatica. Come i fosfolipidi, anche questo tipo di recettori è anfipatico, ossia possiede regioni polari idrofile esposte sia sul versante extracellulare del plasmalemma sia su quello citoplasmatico, separate da segmenti idrofobici apolari che si inseriscono nel doppio strato fosfolipidico. Generalmente, le zone transmembrana sono formate da α-eliche di 19-24 aminoacidi con gruppi laterali apolari. Le regioni che sporgono verso l’esterno della membrana contengono il sito in grado di interagire e di legarsi con la molecola-segnale che agisce come segnale extracellulare.
In seguito all’interazione, il recettore va incontro ad una transizione conformazionale che determina l’attivazione di un dominio catalitico situato nella regione della proteina rivolta verso il citoplasma. Questo sito catalitico di solito catalizza o inizia una reazione che rappresenta il primo passo di una serie di reazioni che portano alla risposta cellulare.
La superficie della cellula può contenere migliaia di singole molecole di recettore. I diversi tipi di cellule contengono combinazioni differenti di recettori. Ciò permette alle cellule di reagire individualmente solo ad alcune molecole presenti nel sangue o nei liquidi extracellulari. Il repertorio di recettori di superficie, comunque, non è statico ma è soggetto a modificazioni durante lo sviluppo delle cellule. Cambiamenti a carico dei recettori avvengono inoltre frequentemente quando una cellula normale si trasforma in cellula tumorale.
Tre elementi caratterizzano i recettori superficiali:

  1. La molecola-segnale, agendo come segnale extracellulare, non ha bisogno di entrare nella cellula per indurre una risposta; è sufficiente il legame al recettore situato sulla superficie della cellula.
  2. Non si ha alcuna risposta cellulare se il ligando viene iniettato direttamente nel citoplasma della cellula.
  3. Il recettore rimane in posizione nella membrana plasmatica durante l’induzione della risposta; per indurre la risposta, quindi, non occorre che il recettore venga internalizzato dalla cellula insieme al ligando.

Queste proprietà indicano che il ligando non ha altra funzione che quella di interagire con il recettore situato alla superficie della cellula.
Quando i meccanismi recettore-risposta si innescano, i recettori e le molecole-segnale sono rimossi per endocitosi dalla superficie cellulare. Sia il recettore che il ligando possono essere degradati nei lisosomi. Il recettore può anche essere separato dalle molecole-segnale e riciclato sulla superficie cellulare per essere riutilizzato.
Benché le cellule possono avere svariati tipi di recettore, stimolati da una varietà di molecole-segnale, i meccanismi di risposta interna seguono un numero relativamente piccolo di percorsi, che mostrano diverse caratteristiche in comune.

Articolo creato il 25 febbraio 2010.
Ultimo aggiornamento: vedi sotto il titolo.

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