Funzioni Biologiche Fibre: Ruoli Strutturali, Meccanici e Segnalazione Across Scale
Proteine e polimeri fibrosi sono blocchi costitutivi universali across scale biologiche — molecolare a organismale — abilitando struttura, movimento, comunicazione, difesa.
Ruoli Diversificati
Supporto Strutturale
- Collagene (I, II, III, IV, ecc.): Resistenza tensione cute, osso, tendine, cartilagine, membrana basale.
- Elastina: Recoil elastico arterie, polmoni, cute.
- Cheratina: Barriera epiteliale (capelli, unghie, cute).
- Cellulosa/chitina: Pareti cellulari piante, struttura funghi/esoscheletri.
Contrazione Muscolare
- Actina (sottile) + Miosina (spessa): Meccanismo filamenti scivolanti in muscolo scheletrico, cardiaco, liscio.
- Titina: Molla gigante fornendo elasticità passiva.
Motilità e Forma Cellulare
- Microfilamenti (actina): Lamellipodi, filopodi, citochinesi, endocitosi.
- Microtubuli (tubulina): Fuso mitotico, trasporto intracellulare (kinesin/dineina), cilia/flagelli.
- Filamenti intermedi (vimentina, cheratine, lamini): Integrità meccanica, scaffolding nucleare.
Trasduzione Segnale e Meccanosensing
- Legami integrina-citoscheletro trasmettono forze matrice extracellulare → segnalazione intracellulare (FAK, YAP/TAZ).
- Ciglia primarie (base microtubuli) sensano flusso, luce, morfogeni.
Trasduzione Sensoriale
- Stereocilia (actina) cellule ciliate → udito/equilibrio.
- Segmenti esterni fotorecettori (cilia modificate) → visione.
Trasporto e Clearance
- Ciglia/flagelli: clearance mucociliare (vie aeree), flusso LCR, flusso nodale (asimetria LR embrionale).
- Trasporto assonale: microtubuli come binari per vescicole, organelli.
Adesione e Immunità
- Fibronectina, laminina (fibre ECM) mediano adesione, migrazione cellule.
- Fibrina (polimero fibrinogeno) — formazione coagulo.
- Trappole extracellulari neutrofili (NETs) — fibre cromatina intrappolano patogeni.
Isolamento
- Mielina (membrane gliali compattate) — conduzione saltatoria.
Fibre sono fondamentali per architettura e dinamiche vita.