Vol. 2° -  X.1.

Popolazioni cellulari a secrezione peptidica

Le popolazioni cellulari delle ghiandole a secrezione polipeptidica, glicoproteica e aminica presentano dei caratteri strutturali comuni. Si tratta infatti di cellule ricche di ribosomi e poliribosomi, con un REG abbondante, un Golgi cospicuo e un numero variabile di vescicole secretorie in diverso stadio maturativo. Frequentemente la polarizzazione morfologica è netta, determinata dall’orientamento prevalente dell’apparato di Golgi e delle vescicole secretorie verso le aree prospicienti i vasi. La sintesi degli ormoni proteici prevede una serie complessa di eventi a livello traduzionale e post-traduzionale che coinvolgono il citosol, il REG e il Golgi.

Nelle cellule secernenti insulina, paratormone, ormone della crescita, prolattina, a livello polisomiale viene tradotto un precursore dell’ormone maturo, biologicamente attivo, detto pre-proormone.

Se analizziamo la cellula principale delle paratiroidi, il prodotto di traduzione dell’mRNA è rappresentato dal preproparatormone, una molecola di 115 aminoacidi. Il tratto iniziale della catena nascente contiene una sequenza costituita da circa 20 aminoacidi idrofobici. La sequenza idrofobica della catena nascente, o sequenza segnale, è quella che verosimilmente determina l’associazione del precursore alla membrana delle cisterne del REG.

Nella cavità delle cisterne la sequenza idrofobica subisce una rimozione proteolitica catalizzata da una endoproteasi associata al REG, per cui si determina la maturazione del pre-pro-PTH in pro-PTH, costituito da 90 aminoacidi. Dalle cisterne del reticolo, attraverso tubuli o vescicole di trasferimento, il proormone raggiunge l’area golgiana. Nelle cisterne del Golgi il proparatormone subisce la rimozione per proteolisi selettiva di un’ulteriore sequenza di 6 aminoacidi. Quest’ultima tappa proteolitica determina la formazione della molecola matura del paratormone.

Nel caso descritto la maturazione post-traduzionale dell’ormone richiede tempi lunghi sia a livello del Golgi che nell’ambito delle vescicole immature di secrezione. È presumibile che questi processi debbano verificarsi secondo procedure estremamente ordinate e che presuppongano un alto grado di organizzazione dei substrati e degli enzimi all’interno dei compartimenti cellulari che vengono attraversati. Va notato che i fenomeni post-traduzionali possono coinvolgere anche la riorganizzazione tridimensionale e/o il complessamento dell’ormone in strutture idonee per l’immagazzinamento o il trasporto.

Nelle cellule a secrezione glicoproteica il Golgi risulta ovviamente impegnato nella glicosilazione delle componenti oligosaccaridiche dell’ormone.

Le cellule secernenti catecolamine presentano struttura simile a quella appena descritta. La preminenza delle cisterne rugose e del Golgi è indice della sintesi di proteine leganti le catecolamine, le cromogranine, oppure, in qualche citotipo, alla sintesi di peptidi ormonali. La sintesi di una catecolamina si verifica prevalentemente all’interno delle vescicole di secrezione che contengono alcuni degli enzimi chiave per la biosintesi.

Nei tipi cellulari descritti la secrezione ormonale si verifica attraverso un tipico processo di esocitosi. Questo comporta il movimento attivo delle vescicole di secrezione in direzione del plasmalemma e la successiva fusione delle membrane, seguita dalla liberazione dell’ormone, e di altri contenuti della vescicola, nello spazio extracellulare.

Il citoscheletro svolge un preciso ruolo nell’organizzazione direzionale del movimento delle vescicole secretorie. In particolare è stato dimostrato come nelle cellule b pancreatiche, secernenti insulina, i granuli o vescicole di secrezione risultino regolarmente incolonnate tra l’area golgiana e il plasmalemma da una precisa impalcatura microtubulare. Al sistema di incolonnamento rappresentato dai microtubuli è associata una fitta rete di microfilamenti che contribuisce al loro trasporto.

Nel caso del pancreas l’attivazione citoscheletrica risulta da una sequenza di eventi che inizia con l’interazione tra D-glucosio e un glucorecettore di membrana, cui fa seguito un aumento della disponibilità intracitoplasmatica per lo ione calcio o per dismissione da depositi (REL) o per aumento della permeabilità di membrana a questo ione.

Questo fenomeno sarebbe associato o conseguente all’attivazione della adenilato ciclasi con aumento della concentrazione di cAMP (AMP ciclico). L’aumentata disponibilità di calcio ionizzato determinerebbe in ultima analisi l’attivazione dei microfilamenti e quindi il trasporto delle vescicole di secrezione.