Distrofina
Che cos'è la distrofina?
Con il termine "distrofina" intendiamo una importante proteina facente parte di un complesso proteico con il compito di proteggere la membrana cellulare da innumerevoli sollecitazioni prodotte dal lavoro muscolare.
Funzioni della distrofina
Scendendo nel dettaglio, questa proteina connette il citoscheletro (cioè la fitta rete di filamenti e tubuli connessi presenti nel citoplasma di una cellula eucariota) di una fibra muscolare alla matrice extracellulare per mezzo della membrana cellulare.
Fig. 1 Nella immagine è possibile notare il doppio stato fosfolipidico di una membrana di cellula muscolare e la distrofina che ancora il citoscheletro (disegnato in rosso-arancio in figura) con la matrice extracellulare.
Storia della distrofina
La scoperta della distrofina, fatta nel 1987, è da attribuire a Louis M. Kunkel, un genetista americano nonché membro della NAS (National Academy of Science), in seguito alla scoperta di un gene mutato che causa una patologia nota come Distrofia muscolare di Duchenne (DMD).
Tale gene è localizzato nel cromosoma X ( in particolare nel locus Xp21.2) pertanto gli individui di sesso maschile, avendo un cromosoma X e uno Y, qualora fosse mutato sarebbero sicuramente affetti da tale patologia, al contrario degli individui di sesso femminile, i quali avendo due cromosomi di tipo XX, anche qualora uno solo fosse mutato, potrebbero non sviluppare tale patologia.
La distrofina è una proteina di 427 kDa ed è suddivisa in quattro domini funzionali:
- un dominio ammino-terminale che lega l'actina (la proteina di forma globulare che viene tirata dalla miosina, durante la contrazione muscolare);
- un dominio centrale molto lungo, noto come rod domain, formato da circa 24 ripetizioni di 109 amminoacidi, responsabile della flessibilità delle proteine;
- un dominio ricco di cisteine;
- un dominio carbossi terminale.
In modo particolare, questi ultimi due domini sono indispensabili per le interazioni con i componenti del complesso, grazie ai motivi proteici importanti per le interazioni proteina-proteina.
Fig. 2 Struttura tridimensionale della distrofina.
Il tessuto muscolare normale, in condizioni fisiologiche, contiene una piccolissima percentuale di tale proteina, precisamente lo 0,002% delle proteine muscolari totali. Ciò nonostante, sebbene sia una quantità quasi irrisoria nelle nostre cellule, è indispensabile per evitare il manifestarsi della DMD.
Condizioni patologiche da assenza di distrofina
Oltre alla distrofia muscolare di Duchenne, è possibile sviluppare, in mancanza di distrofina, la fibrosi. Essa consiste in uno stato patologico del muscolo in seguito ad un trauma più o meno intenso, in cui il muscolo perde il suo tono elastico e diventa estremamente rigido. Ciò può comportare lesioni più o meno localizzate o più estese, con perdita del normale tono muscolare.
Invece, una diversa mutazione del gene può portare ad una proteina difettosa, la quale comporta un'altra patologia nota come "Distrofia muscolare di Becker". Essa consiste in una malattia neuromuscolare, che comporta atrofia (diminuzione delle cellule muscolari) e debolezza muscolare progressiva, che sopraggiunge in seguito alla degenerazione dei muscoli scheletrici, lisci e cardiaci. Ha una incidenza maggiore negli individui di sesso maschile.
Se si hanno dei sintomi abbastanza sospetti, è indispensabile effettuare un esame per il dosaggio della creatinfosfochinasi (cpk). Esso è un enzima importante nel muscolo, la cui eventuale presenza nel sangue è indice di degradazione muscolare in atto.
Altri ruoli della distrofina
Perché la distrofia muscolare di Duchenne è una patologia grave?
Perché si ha una morte lenta e progressiva delle fibre muscolari, inizialmente relativa ad arti superiori (braccia) ed inferiori (gambe) e successivamente a carico di cuore e polmoni. Questo perché gli organi non riescono più a svolgere la loro naturale funzione.
L'aggravamento del danno che comporta la morte delle fibre muscolari comporta, inoltre, un danno cronico che causa una infiammazione. Pertanto, gradualmente il muscolo perde la sua capacità contrattile e si trasforma in cicatrici di tessuto fibroso.
Ma esistono altri ruoli conosciuti per la distrofina?
Ebbene si, poiché controlla alcuni geni che possono avere un ruolo rilevante per lo sviluppo della malattia. Tali geni sono importanti in quanto contengono micro RNA, i quali controllano la stessa patologia, in particolare hanno un ruolo fondamentale nel controllare lo stress ossidativo e la fibrosi.
Si sta infatti pensando di utilizzare tali RNA come potenziali terapeutici, farmaci intelligenti, per veicolare le cellule muscolari e non farle incorrere nello stress ossidativo o nella fibrosi (le conseguenze più gravi).
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