Chemiotassi

Movimento di traslazione di organismi unicellulari orientato da uno stimolo chimico. Un organismo modello utile per la comprensione della base molecolare della c. è la muffa Dictyostelium discoideum, che esiste sotto forma di singole cellule quando i fattori nutritivi sono sufficienti, e sotto forma di aggregati multicellulari quando il nutrimento scarseggia. La sostanza chimica che determina l’aggregazione è l’AMP-ciclico (cAMP); esso, legandosi ai recettori cellulari presenti sulla membrana plasmatica di cellule di muffa vicine, fa sì che esse si muovano mediante pseudopodi contenenti actina in direzione della fonte di cAMP. Negli organismi superiori un esempio di c. è costituito dall’attrazione dei fagociti da parte dei batteri invasori. I principali fattori che intervengono in questo tipo di c. sono costituiti da piccoli peptidi formilati, che contengono l’amminoacido formil-metionina alla loro estremità N-terminale. La formil-metionina ha la funzione di indicatore della presenza di batteri in quanto costituisce l’amminoacido iniziale nella sintesi delle proteine batteriche. I peptidi formilati si legano a recettori presenti sulla membrana plasmatica dei fagociti, dando avvio alla polimerizzazione dell’actina e provocando la formazione, sulla superficie cellulare, di estroflessioni dette micropunte. Queste si localizzano rapidamente nella parte della cellula che è rivolta verso la regione di massima concentrazione di peptidi formilati, facendo sì che la cellula stessa inizi a migrare in quella direzione. Un altro esempio di c. si verifica nei processi infiammatori. È un fenomeno caratteristico del ciclo vitale dei granulociti polimorfonucleati neutrofili, con presenza di motilità spontanea e direzionale indotta da vari fattori chemiotattici, come, per es., frazioni del complemento, oligopeptidi di origine batterica, derivati dell’acido arachidonico. Durante le fasi del processo infiammatorio, i polimorfonucleati neutrofili si spostano nella zona dove si è collocato l’agente flogogeno e, grazie alla c., raggiungono il bersaglio sul quale esercitare il ruolo difensivo.

Oltre ai fattori chimici, anche fattori fisici sono coinvolti nella migrazione cellulare. Già nel 1954 era noto che il movimento delle cellule in coltura viene inibito quando cellule adiacenti vengono in contatto fra loro. Questo fenomeno, detto inibizione da contatto, regola la concentrazione delle cellule e impedisce che esse si dispongano in strati sovrapposti, fenomeni che invece si verificano nelle colture di cellule tumorali. La migrazione è anche influenzata dal contatto fisico con il substrato sottostante. In generale, le cellule tendono a spostarsi verso zone di substrato alle quali esse possono aderire più tenacemente. Il movimento è guidato da estroflessioni lunghe e sottili, i filopodi, che esplorano le zone immediatamente circostanti la cellula. Quando i filopodi trovano una zona di contatto favorevole, si estendono nella stessa direzione, formando strutture note come lamellopodi, e la locomozione può procedere.