Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
Casa » Hormonal Control of Pigment Translocation

Hormonal Control of Pigment Translocation

1930
Researcher examining chromatophores in ectothermic vertebrates for hormonal pigment translocation.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

In molti vertebrati ectotermi, come pesci e anfibi, il cambiamento di colore è un processo fisiologico più lento, regolato dagli ormoni. I granuli di pigmento all'interno dei cromatofori vengono traslocati lungo un citoscheletro di microtubuli. Ormoni come l'ormone stimolante i melanociti (MSH) causano la dispersione del pigmento (scurimento), mentre la melatonina o l'ormone concentrante i melanociti (MCH) innescano l'aggregazione (schiarimento), adattando il colore dell'animale al suo ambiente nell'arco di minuti o ore.

Questo meccanismo, noto come cambiamento di colore fisiologico, si basa sul movimento di organelli contenenti pigmenti (melanosomi nei melanofori) all'interno del citoplasma cellulare. La cellula stessa non cambia forma. Piuttosto, una complessa rete di strutture citoscheletriche, principalmente microtubuli, guida il trasporto di questi organelli. Motor Proteine ​​come la dineina e la chinesina agiscono come motori per questo trasporto. I segnali ormonali, ricevuti dai recettori accoppiati alle proteine ​​G sulla superficie del cromatoforo, innescano una cascata di segnalazione. Ad esempio, il legame dell'ormone stimolante i melanociti (MSH) porta a un aumento dell'AMP ciclico (cAMP) intracellulare. L'aumento del cAMP attiva la proteina chinasi A (PKA), che a sua volta fosforila le proteine ​​motrici, causando la dispersione dei granuli di pigmento dal centro della cellula alla periferia, scurendo così la pelle. Al contrario, il legame dell'ormone concentrante i melanociti (MCH) o della melatonina porta a una diminuzione del cAMP, inducendo le proteine ​​motrici a invertire la direzione e ad aggregare i pigmenti al centro della cellula, schiarendo la pelle. L'intero processo è reversibile e permette all'animale di adattare la propria colorazione allo sfondo, ai livelli di luce o ai segnali sociali, sebbene su una scala temporale molto più lenta (da minuti a ore) rispetto al controllo neuromuscolare dei cefalopodi.

UNESCO Nomenclature: 2401
Biologia animale (Zoologia)

Tipo

Biological Mechanism

Interruzione

Sostanziale

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • discovery of hormones and the endocrine system by starling and bayliss
  • identificazione del ruolo del citoscheletro nella struttura e nel trasporto intracellulare
  • discovery of the pituitary gland as a source of signaling molecules
  • characterization of motor proteins like kinesin and dynein

Applicazioni

  • development of diagnostic assays using pigment aggregation (e.g., pregnancy tests)
  • pharmacological research into g-protein coupled receptors (gpcrs) targeted by these hormones
  • toxicology screening, as pollutants can disrupt this sensitive hormonal pathway
  • basic research into intracellular transport mechanisms

Brevetti:

NA

Idee e potenziali innovazioni

  • finestre intelligenti che si schiariscono o si oscurano tramite lo spostamento di particelle in un mezzo fluido
  • dispositivi lab-on-a-chip in cui il legame dell'analita innesca l'aggregazione delle particelle per letture visive
  • materiali auto-riparanti contenenti microcapsule che si disperdono per riempire le crepe in seguito a un innesco chimico
  • fondotinta cosmetici che si adattano al tono della pelle mediante la dispersione controllata di microparticelle di pigmento
  • display informativi di lunga durata che richiedono energia solo per cambiare stato, non per mantenerlo
  • sensori ambientali in cui le tossine causano un cambiamento di colore visibile attraverso l'aggregazione dei pigmenti
  • sistemi di somministrazione di farmaci che rilasciano il loro carico utile in seguito a uno specifico segnale ormonale che innesca il movimento degli organelli
  • rivestimenti termici che cambiano colore e riflettività in base al movimento delle particelle indotto dalla temperatura
  • circuiti elettronici riconfigurabili che utilizzano particelle conduttive che collegano o scollegano i percorsi
  • strumenti avanzati di ricerca in biologia cellulare per studiare il trasporto intracellulare in tempo reale
Argomenti correlati: controllo ormonale, MSH, MCH, traslocazione del pigmento, microtubuli, ectotermi, pesci, anfibi, cambiamento fisiologico del colore, endocrinologia.

Contesto storico

Hormonal Control of Pigment Translocation

1910
1921
1930
1930
1940
1950
1951
1902
1920
1928
1930
1940
1950
1950
1954

(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

decimo anno anniversario

Le immagini a grandezza naturale e i download sono disponibili, gratuitamente al 100%, solo per gli utenti registrati.

> Login <