Paolo Pinton

Uno degli ioni a cui da sempre si guarda con particolare interesse quando si analizza un’acqua minerale è lo ione calcio (Ca²⁺). Questo perché il Ca²⁺ svolge importantissime funzioni biologiche, basti pensare al suo ruolo strutturale nella composizione delle ossa.  Un’altra funzione essenziale svolta dal Ca²⁺ per la vita delle nostre cellule è il suo ruolo come molecola segnale. L’evoluzione dell’organizzazione pluricellulare ha comportato infatti la necessità di integrare e coordinare l’attività dei molti tipi di cellule che costituiscono un unico organismo. Le singole cellule costituenti l’organismo infatti hanno un continuo scambio di informazioni, sia con le altre cellule che con l’ambiente extracellulare. Ad esempio la proliferazione, la differenziazione e la migrazione cellulare sono il risultato non solo del destino precocemente determinato nel genoma cellulare durante le prime fasi dell’ontogenesi, ma anche della continua interazione tra cellule vicine e degli effetti di fattori circolanti come ormoni, fattori di crescita ecc. La comunicazione tra le cellule è garantita dalla loro capacità di ricevere ed inviare segnali di natura chimica che interagiscono con specifici recettori presenti sulla loro membrana plasmatica. L’attivazione di questi recettori porta alla generazione dei messaggeri intracellulari, definiti secondi messaggeri, che trasmettono all’interno della cellula l’informazione portata dal messaggero extracellulare (o primo messaggero). In confronto all’estrema varietà dei mediatori extracellulari il numero di secondi messaggeri conosciuti è sorprendentemente limitato.

Lo ione Ca²⁺, è il secondo messaggero più comune nelle cellule eucarioti. Si è visto infatti che una grande varietà di stimoli, che vanno dai fattori di crescita ai neurotrasmettitori, sono trasmessi all’interno della cellula mediante variazioni della concentrazione Ca²⁺ all’ interno delle cellule. Il segnale Ca²⁺ può essere modulato finemente secondo schemi spazialmente e temporalmente ben definiti, permettendo così che mediatori differenti, pur agendo sullo stesso sistema di trasduzione, evochino nella cellula risposte profondamente diverse.

Il Ca²⁺ ricopre quindi un ruolo di fondamentale importanza in tutti i sistemi biologici.  Nelle cellule a riposo, la concentrazione del Ca²⁺ è mantenuta a livelli estremamente bassi, circa 100 nM, mentre nello spazio extracellulare la concentrazione del Ca²⁺ è oltre 1 mM, quindi 10000 volte più concentrato. Tuttavia, in risposta a stimoli di diverso tipo la concentrazione del Ca²⁺ può aumentare in modo considerevole. Il rapido aumento della concentrazione Ca²⁺ all’interno delle cellule è quindi una delle caratteristiche principali del segnale Ca²⁺ come messaggero cellulare. La produzione di energia, la contrazione muscolare, la secrezione ormonale, la trasmissione sinaptica, così come la proliferazione e la morte cellulare sono solo alcuni esempi di processi calcio-mediati, ed a dimostrazione dell’importanza dello ione Ca²⁺. Attraverso il segnale Ca²⁺ le nostre cellule quindi riescono a codificare i messaggi che le raggiungono convertendoli in processi biologici e a dimostrazione di questo molti farmaci agiscono modulando in maniera controllata la concentrazione di questo catione all’interno delle cellule bersaglio.

Paolo Pinton è professore ordinario e titolare della cattedra di Patologia Generale all’Università di Ferrara presso il Dipartimento di Morfologia, Chirurgia e Medicina Sperimentale.
Il prof. Pinton ha vasta esperienza di ricerca nel campo della trasduzione del segnale in cellule viventi e sulle applicazioni di imaging avanzato con sonde luminescenti e fluorescenti. E’ tra i maggiori esperti mondiali nello studio dell’omeostasi del calcio e del ruolo dei mitocondri in contesti fisiopatologici. Dirige un laboratorio di circa 30 ricercatori ed è finanziato sia a livello nazionale che internazionale con fondi pubblici e privati tra i quali AIRC e Telethon. Collabora con importanti cenrti di ricerca sia in Italia che all’estero. A Gennaio 2018 ha al suo attivo 240 pubblicazioni molti dei quali sulle più prestigiose riviste internazionali quali Nature, Science Cell ecc. ed i suoi lavori hanno ricevuto quasi 25.000 citazioni. Il Prof Pinton è inoltre il direttore del corso di dottorato in Scienze Biomediche e Biotecnologiche ed è presidente dell’Associazione Italiana di Biologia Cellulare e del Differenziamento.