Le cellule scambiano segnali di tipo chimico o elettrico
Lo scambio di segnali elettrici avviene nel tessuto nervoso e nel tessuto muscolare, mentre la cellula produce messaggeri chimici che vengono percepiti come segnali. Per definizione un ormone è un messaggero chimico che ha una distribuzione sistemica, ma ci sono tanti altri messaggeri chimici che non vengono immessi nel sangue, ma che condizionano comunque le altre cellule con un'azione circoscritta e prendono il nome di ormoni locali o autacoidi. Gli ormoni locali si distinguono in:
- neurotrasmettitori: messaggeri chimici a distribuzione locale che hanno azione su altre cellule nervose e non entrano in circolo;
- citochine: prodotte dalle cellule impegnate nella risposta infiammatoria;
- fattori di crescita: messaggeri chimici che stimolano la proliferazione cellulare.
I messaggeri chimici agiscono mediante il legame specifico a un recettore: il complesso ormone-recettore innesca una serie di eventi molecolari influenzando altre molecole. Questa cascata di eventi prende il nome di via di trasduzione del segnale e si conclude con un effetto funzionale. Le vie di trasduzione del segnale sono intersecate e complicate per ottenere un'amplificazione del segnale; le tappe intermedie introducono più punti di regolazione e l'integrazione tra vie diverse sta alla base dello sviluppo dei sistemi complessi. La maggioranza dei farmaci agisce sulle vie di trasduzione.
Messaggero chimico:
- sostanza endogena;
- legame specifico a un recettore;
- il legame al recettore deve produrre effetti biologici.
L'interazione tra ormone e recettore può essere descritta con il modello di Michaelis-Menten:
- la saturazione è espressa da una relazione iperbolica che dipende dalla costante di dissociazione del complesso ormone-recettore; l'effetto biologico è proporzionale alla saturazione del recettore, cioè al numero di recettori che legano l'ormone;
- l'affinità del recettore per l'ormone è espressa dalla Kd e condiziona la risposta all'ormone. Se la concentrazione dell'ormone è molto più bassa della Kd l'effetto è minimo, se invece la concentrazione dell'ormone è dell'ordine della Kd o più alta l'effetto è significativo. Talvolta gli effetti di un messaggero si attuano solo a Kd molto più alte delle concentrazioni fisiologiche. Piccole molecole inorganiche come messaggeri chimici.
Il monossido di azoto (NO). È un radicale libero usato dall'organismo in piccole quantità come messaggero chimico, tuttavia non si lega con legami deboli a un recettore, ma esplica i suoi effetti interagendo tramite legami covalenti con particolari bersagli. Per la sua reattività funziona da messaggero chimico, attaccando bersagli che sfruttano queste reazioni radicaliche per trasmettere i messaggi.
