2016/2017 CORSO DIPATOLOGIA GENERALE · II Danno cellulare e risposte cellulari al danno III Danno...

70
2016/2017 CORSO DIPATOLOGIA GENERALE CORSO DI LAUREA IN IGIENE DENTALE Dott.ssa Violetta Borelli [email protected] Dipartimento di Scienze della Vita via Valerio 28-Trieste Edificio R, stanza 120. Tel 040 558 4033

Transcript of 2016/2017 CORSO DIPATOLOGIA GENERALE · II Danno cellulare e risposte cellulari al danno III Danno...

2016/2017

CORSO DI PATOLOGIA GENERALE

CORSO DI LAUREA IN IGIENE DENTALE

Dott.ssa Violetta Borelli

[email protected]

Dipartimento di Scienze della Vita

via Valerio 28-Trieste

Edificio R, stanza 120.

Tel 040 558 4033

PROGRAMMA

PATOLOGIA CELLULARE

-Omeostai

-Danno cellulare:

meccanismi biochimici generali, danno da ischemia/riperfusione, danno da agenti chimici (danno da alcool).

-Morte cellulare: necrosi, morfologia ed alcuni esempi; apoptosi, definizione, cause ed alcuni esempi;

-Adattamenti subcellulari, cellulari e tessutali al danno (iperplasia, ipertrofia, atrofia, metaplasia e accumuli intracellulari, staeatosi).

-Invecchiamento cellulare- cenni: telomeri e ruolo dei radicabili liberi.

INFIAMMAZIONE

-Infiammazione acuta: modificazioni vascolari; eventi cellulari: fuoriuscita dei leucociti dai vasi e fagocitosi;

mediatori chimici dell’infiammazione (amine vasoattive, proteasi plasmatiche, metaboliti dell’acido arachidonico, citochine e chemochine, ossido di azoto, radicali liberi…);

esiti dell’infiammazione acuta e quadri morfologici.

-Infiammazione cronica: definizione, cause, caratteristiche istologiche, cellule coinvolte e meccanismi, infiammazione granulomatosa.

-Effetti sistemici dell’infiammazione.

RIPARAZIONE DEI TESSUTI

-Controllo della crescita cellulare normale: ciclo cellulare e fattori di crescita.

-Fibrosi e angiogenesi.

-Guarigione delle ferite.-Guarigione delle ferite.

ALTERAZIONI EMODINAMICHE E SHOCK

-Edema, iperemia e congestione, emoraggia, embolia, infarto, shock.

DANNO DA ACOOL

-Steatosi e cirrosi epatica

EMOSTASI E TROMBOSI

-Emostasi normale (endotelio, piastrine e cascata della coagulazione).

-Trombosi.

-Coagulazione intravascolare disseminata (CID).

LE NEOPLASIE

-Definizione, terminologia e cenni di epidemiologia.

-Caratteristiche delle neoplasie maligne e benigne.

-Le basi molecolari del cancro-cenni: oncogeni

-Biologia della crescita tumorale: progressione neoplastica.

-Agenti cancerogeni.

-Cenni di immunità tumorale.

-Effetti del tumore sull’ospite.

-Grado e stadio dei tumori.

Programma:

svolgimento?

Lezione Argomento

I Omeostasi

II Danno cellulare e risposte cellulari al danno

III Danno ischemico/ipossico e da riperfusione

IV Danno indotto da radicali liberi, danno chimico,

morfologia del danno e morfologia del danno e

meccanismi di compenso/adattamento

V Apoptosi

VI Infiammazione acuta

VII Infiammazione cronica

VIII Guarigione

IX Alterazioni emodinamiche (edema, congestione

vascolare, emorragia

trombosi, embolia, infarto, shock e aterosclerosi)

X Neoplasia

Studiare: da dove?

Verifica: come? Test scritto

CORSO DI LAUREA IN IGIENE DENTALE

Letteralmente Patologia

significa studio (logos) della

sofferenza (pathos).

Più precisamente, è una disciplina di Più precisamente, è una disciplina di

connessione che coinvolge sia la

biologia di base che la pratica clinica

e si occupa dello studio delle

modificazioni morfologiche e

funzionali che sono alla base della

malattia.

Pathology:

the "Trunk of the Tree of

Medicine”.

It draws knowledge from all

basic sciences, which in this

allegory would represent the

roots, and supports and roots, and supports and

nourishes all specialties of clinical

medicine that are represented by

the branches of the tree.

Simply put, pathology provides

the scientific basis for clinical

medicine and a clinical purpose

for basic sciences.

Definizione dello stato di salute

La salute definita dall'OMS nel 1946: "stato di

completo benessere fisico, psichico e sociale e

non semplice assenza di malattia“.

La salute ed il benessere sono difficili da

misurare e dipendono molto dalla cultura e dal

contesto sociale.

Salute: ….

Omeostasi: ….Omeostasi: ….

Malattia: ….

Definizione dello stato di salute

(1813-1878)

Prima interpretazione dello stato “stato fisiologico di salute”:

La vita si svolge in quanto l’organismo La vita si svolge in quanto l’organismo

di tutti gli esseri viventi ha la possibilità

di adattare la funzione dei suoi organi e

sistemi a stimolazioni perturbanti di

varia natura in modo da riuscire a

mantenere costante, nell’ambito di

confini rigidamente ristretti, la

composizione del proprio ambiente

interno da lui definito “milieu intérieur”.

Sintetizzò il pensiero di Claude Bernard nel concetto di OMEOSTASI

(1971-1945)

L’omeostasi: mantenere costanti le

condizioni del corpo

L’omeostasi

�garantisce il mantenimento delle condizioni di

stabilità necessarie per il corretto

funzionamento cellulare;funzionamento cellulare;

�interviene per ripristinare tali condizioni di

stabilità controbilanciando i cambiamenti interni

ed esterni;

�varia entro un abito compatibile con i processi

vitali delle cellule.

Esistono sistemi di retroazione o a feed-

back che consentono il mantenimento

dell’omeostasi.

Essi sono rappresentati da un ciclo di eventi in cui una data

condizione del corpo viene costantemente monitorata, valutata,

modificata e monitorata nuovamente.modificata e monitorata nuovamente.

In tal modo si crea una condizione controllata che però può

essere perturbata in qualsiasi momento da uno stimolo.

Un sistema a feed-back è

costituito da

�un sensore/recettore: struttura che rivela i

cambiamenti che avvengono in una condizione

controllata e invia tale informazione ad un centro di

controllo;controllo;

�il centro di controllo valuta l’informazione ed invia

comandi in uscita all’effettore;

�l’effettore riceve il comando e produce una

risposta che modifica ripristina la condizione

controllata.

La malattia come alterazione dell'equilibrio

omeostatico.In caso di squilibrio dell’omeostasi si produce uno stato

morboso, contraddistinto da sintomi e segnali

riconoscibili.

Costanza con cui sono mantenuti la struttura e le funzioni

dell’organismo, grazie all’integrazione di meccanismi automatici

(omeostatici), il cui intervento controbilancia e conseguentemente

minimizza o annulla gli effetti indotti dalle varie sollecitazioni a cui

esso è costantemente sottoposto.esso è costantemente sottoposto.

Per OMEOSTASI CELLULARE si intende l’insieme dei meccanismi il cui scopo è il

mantenimento a livello ottimale delle funzioni cellulari fondamentali a

dispetto delle variazioni ambientali (e con consumo di energia!!!).

�A tale scopo sono fondamentali i sistemi che percepiscono la variazione ambientale: I

RECETTORI.

�CENTRO DI CONTROLLO decide come comportarsi, dopo aver confrontato la

condizione rilevata dal recettore con quella ottimale.condizione rilevata dal recettore con quella ottimale.

�MECCANISMI EFFETTORI deputati al ripristino delle condizioni ottimali.

Ad es. meccanismi di feedback negativo, quando la risposta dell'organismo ad uno

stimolo che destabilizza il sistema è di segno contrario allo stimolo destabilizzante

(esempio: un abbassamento della temperatura provocherà una reazione tendente a

innalzare la temperatura stessa).

Inserendo la cellula nell’organismo pluricellulare: la sua funzione

ora è ancora più complessa.

La singola cellula deve ora mantenere un microambiente

ottimale per se stessa e realizzare (con la sua funzione specifica)ottimale per se stessa e realizzare (con la sua funzione specifica)

un ambiente extracellulare ottimale per la funzione delle cellule

vicine ... intero organismo per consentire la sua realizzazione

nell’ambiente e PERPETUAZIONE .

Per questo scopo deve poter comunicare con le altre cellule: un sistema pluricellulare deve infatti

prevedere anche sistemi di comunicazione intercellulari (es comunicazione neurone-fibra muscolare

e ormoni).

I RECETTORI

Proteine di membrana delle cellule (ma anche citoplasmatici o

nucleari, quelli per ligandi liopofili, come gli ormoni) che hanno

una peculiare proprietà, quella di essere modificati nella loro

struttura dalla variazione della funzione omeostatica.

Ne esistono circa 20 famiglie.

Essi sono in grado di riconoscere�i batteri,�i batteri,

�il colesterolo (lipoproteine),

�il glucosio,

�il calore (sue modificazioni),

�la pressione,

�la concentrazione osmotica dei liquidi biologici,

�la luce...

I recettori rappresentano il collegamento tra la variazione della

funzione omeostatica e i meccanismi di risposta che compensano.

I RECETTORI

Sono costituiti da 3 parti dette domini:

1. extracellulare, che riconosce la variazione

2. transmembrana

3. citoplasmatico, che in seguito al riconoscimento da parte del dominio

extracellulare, subisce un cambiamento conformazionale e induce una

risposta…

• Solo se viene mantenuta l'omeostatsi a livello cellulare si può mantenere anche quella tessutale e sistemica.

• La variabilità consente di far fronte alle variazioni ambientali (es. numero globuli rossi nel sangue e altitudine).

I valori di un certo parametro possono variare entro un intervallo non molto ampio, i meccanismi omeostatici lavorano con > o < efficienza per mantenere quel parametro entro certi limiti/range

OMEOSTASI

Gli organismi viventi sono dei sistemi aperti

i quali scambiano continuamente materia ed energia con l’ambiente esterno.

I sistemi aperti per poter sopravvivere in uno stato stazionario

necessitano di meccanismi che consentano loro di far fronte agli

insulti che provengono dall’ambiente esterno:

i meccanismi omeostatici. i meccanismi omeostatici.

L'omeostasi è la condizione di stabilità interna degli organismi

che deve mantenersi anche al variare delle condizioni

esterne attraverso meccanismi autoregolanti.

Un sistema aperto può essere considerato un

organismo intero, un sistema o apparato, un organo, un

tessuto, una cellula … una molecola.Es. di meccanismi omeostatici ai diversi livelli:

-organismo intero: mantenimento temperatura corporea

mantenimento pressione arteriosa

mantenimento [glucosio] ematica (circa 80-100mg/100ml)

mantenimento [colesterolo] ematica (circa 150mg/100ml)

mantenimento numero di leucociti circolanti

-tessuto: controllo della massa tessutale

-cellula: controllo contenuto ionico

controllo volume cellulare

controllo del potenziale di membrana

mantenimento [ATP] intracellulare a circa 1 mM

-molecolare: mantenimento dell’integrità del DNA

mantenimento della corretta struttura molecolare (prioni).

CONTROLLO DELLA TEMPERATURA CORPOREA

Nell’ambiente la temperatura varia da + 60 a –40°C e tale escursione (di 100°C!)

non è compatibile con alcun organismo vivente, quindi il controllo della

temperatura corporea deve essere particolarmente fine ed efficace.temperatura corporea deve essere particolarmente fine ed efficace.

Per fare questo gli organismi che vivono a temperature particolarmente basse

consumano una notevole quantità di energia per produrre calore, mentre gli

organismi che vivono a temperature particolarmente elevate devono disporre di

efficaci sistemi di dispersione del calore, entrambe questi sistemi costano

molta energia all’organismo.

Inoltre l’organismo stesso produce calore…

MECCANISMI DI PRODUZIONE DI CALORE

IL FEGATO, IL CUORE, IL CERVELLO (E IL RENE), organi con alto

metabolismo e alto flusso di sangue, PRODUCONO LA MAGGIOR

PARTE DEL CALORE, che viene poi trasferito alla cute e disperso

nell’ambiente circostante.

MOST ENERGY RELEASE PRODUCES HEAT IN HUMANS

O2

consume: at rest 3.5 ml/min/Kg

during exercise: 35 ml/min/Kg

1 litro di O2

4.8 Kcal

Kcal at rest 1 Kcal/ora/kg (70Kg) →→→→70 Kcal/ora

Kcal under exercise: 10 Kcal/ora/Kg →→→→ 700 Kcal/ora

Per l’acqua 1 Kcal/1C°/litro per un tessuto è simile…

Se tutto il calore rimanesse la TC° salirebbe in modo esagerato, superando il delta =

5C° che rappresenta il limite dannoso per i tessuti.

La normale produzione di calore è potenzialmente tossica.

Il processo di termoregolazione mantiene

l’equilibrio omeostatico tra la quantità di

calore prodotta dall'organismo (termogenesi) e

la quantità di calore da esso perduto

(termo-dispersione).(termo-dispersione).

IPOTALAMO

Al suo interno si può distinguere un centro termolitico situato anteriormente e costituito da un gruppo di neuroni capaci di reagire ad aumenti di temperatura di 1÷2 °C con l’attivazione di meccanismi di dissipazionetermica (vasodilatazione cutanea, sudorazione e respiro affannoso).

Nell’ipotalamo posteriore e laterale, invece, si trova il cosiddetto centro termogenetico : i si trova il cosiddetto centro termogenetico : i suoi neuroni risentono della diminuzione della temperatura ambientale reagendo con l’attivazione di meccanismi conservativi e produttivi del calore . Uno di questi meccanismi è, per es., il brivido, che consiste in una contrazione involontaria della muscolatura scheletrica; questo meccanismo, denominato anche termogenesi contrazionale, si attiva quando la temperatura ambientale si abbassa a un limite non altrimenti compensabile.

!Termogenina, ora

= UCP-1

Proteine UCP (un coupling protein,) disaccoppiano gradiente

protonico dalla produzione di ATP, loro > espressione/attività legata

alla produzione di calore a livello epatico.

Grasso bruno ricco di mitocondri in cui si verifica disaccoppiamento

a livello mitocondriale come nel fegato.

CONTROLLO DELLA CONCENTRAZIONE EMATICA DI GLUCOSIO

L'insulina è secreta dalle ββββ cellule del pancreas in risposta a

variazioni della glicemia GLUT-2&glucochinasi=glucose sensor pairentrambi dotati di una bassa affinità per il glucosio→→→→

il trasporto/attività enzimatica sono rapidi solo quando i livelli ematici di glucosio

sono elevati.

Sia l'ingresso del glucosio nella cellula, che l'av vio della glicolisi sono due Sia l'ingresso del glucosio nella cellula, che l'av vio della glicolisi sono due processi strettamente dipendenti dai valori glicemi ci.

Questo sistema risponde prontamente all'aumento del la glicemia post-prandiale con un rapido ingresso e successivo immediato metabolismo del glucosio.

A valori di glicemia più bassi, come quelli tra un pasto e l'altro invece il sistema è più lento .

glicemia >5 mmol/l

↑↑↑↑X ↑↑↑↑Ca 2+

glucosio

↑↑↑↑ATP

↑↑↑↑X

- 40

↑↑↑↑Ca 2+

Ca 2+

open

glicemia <5 mmol/l

↓↓↓↓ ↓↓↓↓Ca 2+

glucosio

XATP

↓↓↓↓

-60

↓↓↓↓Ca

Ca 2+

X

X

L'insulina è secreta dalle beta cellule del pancreas in risposta

a variazioni della glicemia

Recettore per

ipoglicemizzanti orali

(secretagoghi)

(sulfaniluree )

�ATP

β

�ATP

CONTROLLO DEL

VOLUME CELLULARE

FONTI DI OSMOLARITA’ INTRACELLULARE:

La cellula è un concentrato di grossi anioni tra proteine e acidi nucleici.

Queste macromolecole contribuiscono molto poco all’osmolarità intracellulare

poiché a dispetto delle loro grandi dimensioni, ognuna conta come una singola molecola

e ce ne sono relativamente poche se comparate alle piccole molecole nella cellula.

Tuttavia la maggior parte delle macromolecole biologiche sono altamente cariche e

attraggono molti ioni inorganici di carica opposta.

Sono questi contro-ioni che a causa del loro grande numero contribuiscono

maggiormente all’osmolarità intracellulare.

L’osmolarità del fluido extracellulare è in genere dovuta ai soli piccoli ioni

inorganici che penetrano lentamente attraverso la plasmamembrana e che

raggiungerebbero una condizione di equilibrio con uguali concentrazioni all’interno e

all’esterno della cellula se non fossero espulsi o interagissero con altre molecole

all’interno della cellula. Tuttavia la presenza di molecole cariche all’interno della cellula

che attraggono questi ioni dà origine all’effetto Donnan per cui, all’equilibrio, la

concentrazione totale di ioni inorganici (e quindi il loro contributo all’osmolarità) è

maggiore all’interno che all’esterno della cellula.

Effetto Donnan è l’EQUILIBRIO passivo a cui arriva un GRADIENTE di SPECIE

IONICHE separate da una MEMBRANA (cellulare) dove una specie (proteine)

non è diffusibile attraverso essa.

dalla parte della membrana

dove si trovano le proteine

gli ioni con lo stesso segno gli ioni con lo stesso segno

avranno concentrazione <

minore, e quelli di segno

opposto >.

all’equilibrio, la

concentrazione totale di ioni

inorganici (e quindi il loro

contributo all’osmolarità) è

maggiore all’interno che

all’esterno della cellula.

… si crea un GRADIENTE osmotico tra le due facce della membrana, il cui lato

a più alta concentrazione richiama acqua con un aumento della PRESSIONE

OSMOTICA.

PROBLEMA:

Questa differenza determinerà un continuo flusso di acqua

dall’esterno all’interno per osmosi causando la rottura della

membrana cellulare.

LA SOLUZIONE:

Alcuni protozoi- vacuoli contrattili Piante- parete cellulare

rigida.

Le cellule animali e i batteri controllano la loro osmolarità

intracellulare pompando attivamente all’esterno ioni inorganici,

come il Na+, così il loro citoplasma contiene una concentrazione

di ioni inorganici più bassa del fluido extracellulare,

compensando in questo modo il loro eccesso di soluti organici.

L’equilibrio ionico è controllata anche da:

-altre pompe ioniche con attività ATP-asica (Ca2+-ATP-asi che

pompano Ca2+ all’esterno o nel RE)

-canali ionici (anche voltaggio dip.)

-scambiatori (simporti o antiporti).

Cyt Extr

La Na+,K+-ATPasi serve a regolare il VOLUME CELLULA RE controllando la concentrazione dei soluti all’interno della cellula.

Sebbene il numero atomico di Na+ sia

inferiore di quello di K+, il ∅∅∅∅

Perchè il sodio ( Na+)?

inferiore di quello di K , il ∅∅∅∅complessivo di Na+ è maggiore di

quello di K+ perché proprio in virtù

delle sue dimensioni inferiori Na+ è

circondato da un alone di H2O di

idratazione più grande di quello che

circonda K+.

CONTROLLO DELL’INTEGRITA’ DEL PATRIMONIO

GENETICO

(Hoeijmakers,2001)

Meccanismi di riparazione del DNA

�I danni al DNA sono una continua minaccia alla stabilità genomica di una

cellula.

�Gli organismi viventi hanno evoluto vari meccanismi per proteggere

l’integrità del DNA

�Questi meccanismi si basano sulla attività degli enzimi della riparazione

del DNA.

�Esistono numerosi tipi di lesioni, un singolo processo di riparazione non

potrebbe fare fronte a tutti i tipi di danno.potrebbe fare fronte a tutti i tipi di danno.

�L’evoluzione ha modulato una grande varietà di sofisticati sistemi di

riparazione che riescono a recuperare la maggioranza degli insulti inflitti

all’informazione genetica cellulare.

�I molteplici sistemi di riparazione del DNA si sono evoluti per

salvaguardare l’integrità dell’informazione genetica negli organismi viventi.

�Ogni via di riparazione è specializzata nel correggere specifici tipi di

danno al DNA

�I sistemi di riparazione del DNA devono essersi sviluppati molto presto

nell’evoluzione, e per questo sono sistemi altamente conservati

Radiazioni UV

Il potere cancerogeno delle radiazioni UVB e da attribuire alla capacità di indurre la formazione di dimeri di basi pirimidiniche a livello del DNA,

� riparato da sistema NER= Nucleotide Excision Repair (almeno 20 geni),

� se esposizione è eccessiva NER non è sufficiente e alcuni danni non vengono riparati.

� In xeroderma pigmentoso (rischio 200x> di sviluppare carcinomi della cute in seguito a esposizione a raggi solari) mutazioni a livello di geni NER.

La singola cellula deve ora mantenere un microambiente ottimale

per se stessa e realizzare (con la sua funzione specifica) un ambiente

extracellulare ottimale per la funzione delle cellule vicine ... intero

organismo per consentire la sua realizzazione nell’ambiente e la sua

PERPETUAZIONE

Meccanismi a retroazione che contribuiscono a mantenere Meccanismi a retroazione che contribuiscono a mantenere

costante la concentrazione di una serie di ormoni.

IL MANTENIMENTO DELLA

CAPACITA’ RIPRODUTTIVA

La vita come disequilibrio controllato

CONCETTO DI MALATTIA

Quando i meccanismi omeostatici non riescono più

a garantire l’omeostasi e l’equilibrio va oltre il normale

ambito di variabilità di una funzione si instaura uno

stato morboso.stato morboso.

I meccanismi omeostatici responsabili del mantenimento della

costanza di un processo nei sistemi aperti non sono più sufficienti

a mantenere i parametri fisiologici entro un certo intervallo di

normalità.

Lo squilibrio di un meccanismo omeostatico comprometterà

anche gli altri.

La malattia (mancata omeostasi) è una situazione

dinamica che può evolvere verso:

� la guarigione (ripristino dell’omeostatsi)

� l’adattamento (nuova omeostasi, ma non ottimale)� l’adattamento (nuova omeostasi, ma non ottimale)

� distruzione del sistema (morte della cellula, tessuto,

organismo)

I meccanismi omeostatici possono essere essi stessi

causa di danno in seguito ad errori nel loro controllo

(innesco, spegnimento…)

Es. processo infiammatorio, guarigione eEs. processo infiammatorio, guarigione e

coagulazione del sangue.

Salute: costanza di parametri vitali raggiunta

e mantenuta per mezzo di continui

aggiustamenti metabolici (omesostatici)

e con spesa energetica.

Omeostasi: capacità di autoregolazione

degli esseri viventi, tendente a mantenere degli esseri viventi, tendente a mantenere

costanti le condizioni del loro ambiente

interno verso le variazioni dell’ambiente esterno.

Malattia: risultato di squilibri di meccanismi

omeostatici.

LA MALATTIA E’ L’INSIEME DINAMICO DEGLI

EVENTI INNESCATI DA UN DIFETTO DEI

MECCANISMI OMEOSTATICI

Ogni evento viene definito processo morboso.

In conclusione…..

Per approfondire

L'insulina è secreta dalle beta cellule del pancreas in risposta a:

variazioni della glicemia.

•Queste cellule colgono con estrema sensibilità le variazioni della concentrazione

ematica di glucosio, grazie ad un meccanismo costituito dal trasportatore del glucosio

GLUT2 e da una chinasi ( glucochinasi), entrambi dotati di una bassa affinità per il

glucosio.

•Il trasportatore del glucosio GLUT2 media l'entrata del glucosio nelle beta cellule. La

Km per il glucosio è di circa 5 mmol/l, quindi il trasporto dentro la cellula è rapido solo

quando i livelli ematici di glucosio sono elevati, come accade dopo un pasto. quando i livelli ematici di glucosio sono elevati, come accade dopo un pasto.

All'interno della beta cellula il glucosio viene fosforilato dalla glucochinasi , l'enzima

che catalizza la prima tappa della glicolisi. La glucochinasi ha una bassa affinità per il

suo substrato.

L'attività della glucochinasi varia al variare della glicemia.

Sia l'ingresso del glucosio nella cellula, che l'avvio della glicolisi sono due processi

strettamente dipendenti dai valori glicemici. Questo sistema risponde prontamente

all'aumento della glicemia post-prandiale con un rapido ingresso e successivo

immediato metabolismo del glucosio. A valori di glicemia più bassi, come quelli tra un

pasto e l'altro invece il sistema è più lento.

GLUT2 e la glucochinasi costituiscono il cosiddetto “glucose sensor pair” e molto

probabilmente costituiscono un sensore cellulare universale della glicemia, essendo

presenti anche nelle cellule di fegato e ipotalamo.

L'ulteriore metabolismo del glucosio-6-fosfato attraverso la via glicolitica genera ATP,

aumentando il rapporto ATP/ADP. Nella beta cellula l'ATP agisce come un secondo

messaggero, andando ad inibire l'attività di un canale del potassio ATP-dipendente: l'

ATP si lega alla subunità regolatrice del canale e inibisce il flusso di ioni K+ verso

l’esterno della cellula.

Questo determina un aumento della [K+ ] nella cellula, ne causa la depolarizzazione (-

40mV) e l’attivazione di canali del calcio voltaggio-dipendenti, determinando un

afflusso di calcio nella cellula. afflusso di calcio nella cellula.

Questi canali si aprono quando il potenziale di membrana arriva a - 40 mV.

Il rapido aumento del calcio intracellulare stimola l’esocitosi dell’insulina, contenuta in

granuli che costituiscono il pool di pronto rilascio.

Cosa succede quando la glicemia scende al di sotto di 5 mmol/l?

Il trasporto di glucosio attraverso GLUT2 si riduce, rallenta l’attività enzimatica della

glucochinasi. Ne deriva una ridotta produzione di ATP, cessa quindi l’effetto inibitorio

sui canali del potassio ATP-dipendenti, il potenziale di membrana ritorna ai valori di –

60 mV, i canali del calcio voltaggio-dipendenti si chiudono e il rilascio di insulina

rallenta.

Alcuni ipoglicemizzanti orali ( le sulfaniluree ) si legano alla stessa subunità regolatrice

del canale del K, agendo nello stesso modo dell’ATP.