Introduzione allaIntroduzione allaPATOLOGIA CELLULAREPATOLOGIA CELLULARE

-Compartimenti subcellulari-Biogenesi degli organuli-Strutture sopramolecolari-Funzioni integrate della cellula

NucleoMembrana nucleareCromatinaNucleolo

Citoplasma

Membrana plasmatica

MitocondriPerossisomiLisosomiReticolo endoplasmaticoCitoscheletro

Citosol

TrafficoBiogenesi

Danno Subletale e Morte CellulareDanno Subletale e Morte Cellulare

Riparazioneda cellule staminali

Riparazionemolecolare

DannoDanno

EstensioneDistribuzione nel tessutoCinetica temporaleMolecole interessateAgente dannoso, ecc.

Rigenerazione cellulare + Riparazione molecolareRigenerazione cellulare + Riparazione molecolare

Perdita funzionale(malattia)

Recuperofunzionale

(guarigione)

SensingSensing SensingSensing

Signaling tessuto-specificoSignaling tessuto-specifico Signaling tessuto-specificoSignaling tessuto-specifico

Reclutamento cellule staminaliReclutamento cellule staminali Attivazione genica tessuto-specificaAttivazione genica tessuto-specifica

ProliferazioneProliferazione Sostituzione molecole danneggiateSostituzione molecole danneggiate(secondo il programma morfogenetico)(secondo il programma morfogenetico)

DifferenziazioneDifferenziazione(secondo il programma morfogenetico)(secondo il programma morfogenetico)

Ripristino funzionaleRipristino funzionale

Sangue, epiteliSangue, epiteli Fegato, ossoFegato, osso Miocardio, muscolo Miocardio, muscolo scheletrico, tessuto nervososcheletrico, tessuto nervoso

Biogenesi degli organuli

Trascrizione DNA, Sintesi proteine, Membrane

Traffico: Importazione, posizionamento

Funzione, interazioni con altri organuli

Danno, riparazione, rimozione per autofagocitosi

Segnali esogeni ed endogeni: • molecole varie, stimoli meccanici,deficienza di

funzione Trasduzione del segnale al nucleo:

• Fattori di trascrizione Attivazione genica coordinata:

• Sequenze promoter organulo-specifiche Alterazioni di volume, numero, forma

Biogenesi degli organuliproblema 1:

Come viene regolata la loro sintesi?

Trasporto selettivo delle proteine alle membrane e loro posizionamento

Traffico delle proteine:• Sequenza proteica di traffico organulo-specifica• Recettori per il riconoscimento della sequenza• Trasportatore (molecola a12 domini TM)• Proteasi che elimina la sequenza aa di traffico

Posizionamento dipende dalla struttura della proteina (domini idrofobici/idrofilici, interazioni con altre proteine)

Alterazioni funzionali dipendenti da alterazioni del meccanismo del traffico

Biogenesi degli organuliproblema 2:

Come vengono assemblati gli organuli?

Esistono numerosi segnali cross-talk Interazioni fisiche con altri organuli e proteine Le alterazioni delle funzioni degli organuli hanno effetti

diversi sulla vita della cellula:• Necrosi: es.drastica riduzione sintesi ATP (cianuro)• Apoptosi: es. degradazione da caspasi• Stato subletale: più frequentemente la cellula si adatta.

Malattia da accumulo, malattie lisosomiali, miofibrillolisi. • Conseguenze sulla funzione: perdita o deficienza di funzione

Biogenesi degli organuliproblema 3:

Come viene regolata la funzione gli organuli?

Sistemi per avvertire il danno Risposta riparativa:

• Segnali al nucleo (e/o al DNA mitocondriale)• Sintesi e sostituzione delle proteine danneggiate• Recupero progressivo della funzione

Eliminazione per autofagocitosi:• Danno non riparabile (esteso danno delle membrane)• Presenza dell’enzima 15-lipossigenasi innesca

l’autofagocitosi.

Biogenesi degli organuliproblema 4:

Come reagiscono gli organuli a un danno?

Autofagocitosi:sintesi di proteine specifiche per l’autofagocitosi: ATG8/LC3 (formazione dell’autofagosomasoma)

LAMP-2 (fusione autofagosoma+lisosoma = autofagolisosoma)

La Patologia Cellulare comprende:

Patologia dei mitocondri Patologia delle membrane: membrana plasmatica Patologia del sistema vacuolare: lisosomi Patologia dei perossisomi Patologia del nucleo Patologia del citosol Patologia del citoscheletro Patologia integrata:

• Necrosi e apoptosi

Lesioni cellulari complesse

Necrosi Apoptosi Rigonfiamento torbido Ipertrofia Ipotrofia, atrofia Accumuli abnormi Proliferazione organuli