Sinalização celular

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Sinalização celular
Francisco Mônico Moreira
Comunicação célula a célula:
-Vias de sinalização: a comunicação entre células do corpo ocorre através de uma rede complexa de transferência de informações.
-A intercomunicação celular favorece a manutenção da homeostasia, acontecendo em âmbito local (ocorrendo por difusão) ou grandes distâncias (através do sistema circulatório).
-A resposta da célula alvo depende de seu receptor ou de suas vias intracelulares associadas e não do ligante.
-Um ligante pode ter muitos receptores células diferentes podem responder diferentemente a um tipo de sinalizador.
-Tipos de sinais fisiológicos:
· Químicos: secreção de moléculas no LEC/corrente sanguínea/fenda sináptica hormônio, lipídios, gases, íons, neurotransmissor sempre é unidirecional;
· Elétricos: através de mudanças no potencial da célula.
-Nomenclatura:
· Célula sinalizadora: envia o sinal;
· Sinalizador: molécula de sinalização que realiza a transferência de informações;
· Célula alvo: recebe a informação.
-Interação proteica: interação entre o sinalizador e a proteína receptora. Depende de:
· Especificidade: chave/fechadura capacidade de receptores se ligarem a algumas moléculas, mas não a outras;
· Afinidade: quanto o sinal químico consegue interagir com seu receptor;
· Competição: 
· Agonistas: o ligante ativa o receptor e inicia uma resposta realiza a mesma função de um ligante primário;
· Antagonista: o ligante ocupa o sitio de ligação e impede o receptor de produzir uma resposta bloqueia a atividade do receptor.
· Saturação: a capacidade celular de resposta a um estímulo depende da quantidade de receptores finitos da mesma;
· A quantidade de receptores varia ao longo do tempo, oque permite que a célula module suas respostas aos diferentes sinais, dependendo das condições existentes;
· Regulação para baixo: remoção de receptores de membrana por endocitose ou dessensibilização reduz a resposta da célula alvo, mesmo com grande concentração de sinalizadores;
· Regulação para cima: inserção de mais receptores na membrana tentativa de manter normal o nível de suas respostas, visto que a célula se torna mais responsiva.
Comunicação local:
-Ocorrem por:
· Junções comunicantes;
· Sinais dependentes de contato;
· Sinais autócrinos e parácrinos determinadas moléculas podem atuar como ambos tipos de sinalizadores, como as citocinas (proteínas reguladoras) e os eicosanoides (lipídios).
Junções Comunicantes:
-As junções comunicantes formam conexões citoplasmáticas entre células adjacentes, facilitando a passagem de íons entre as células.
· Ocorre por difusão os sinais dependem de contato.
· As junções são formadas pela junção de proteínas transmembranas, as conexinas o canal proteico formado pode se abrir e fechar.
· Sincício: quando os canais estão abertos, as células se comportam como uma, sendo multinucleada.
· Grandes moléculas não atravessam o conéxon (canal proteico).
· Sinais elétricos passam livremente por elas, diretamente de célula para célula.
Sinais dependentes de contato:
-Necessitam da interação de moléculas membranosas de duas células.
-Presentes no Sistema Imune e no crescimento e desenvolvimento celular.
· As Moléculas de Adesão (CAMs) atuam como receptores, estando unidas ao citoesqueleto ou enzimas intracelulares transferem informações bidireccionalmente pela Membrana.
Sinais autócrinos:
-Atuam na mesma célula que os secretam.
-A célula produz um sinal, o qual é secretado para o LEC, se difundindo pelo líquido intersticial até se ligar a um receptor da própria célula.
Sinais Parácrinos:
-São secretados por uma célula e se difundem para as adjacentes.
Comunicação a longa distância:
-Pode ocorrer por sinalizadores elétricos ou químicos.
Sistema Endócrino:
-Hormônios atuam em células específicas;
-Os sinalizadores são transportados pelo sangue.
Sistema Nervoso:
-Secreta moléculas neurócrinas (substancias químicas secretadas pelos neurônios);
-Neurotransmissor: molécula neurócrina secretada que se difunde por um estreito espaço, tendo um efeito de início rápido.
-Neuromodulador: substância neurócrina que atua lentamente como um sinal autócrinos ou parácrino.
-Neuro-hormônios: substância neurócrina disseminada pela corrente sanguínea e amplamente distribuída.
Citocinas:
-Podem atuar como sinalizadores locais ou de longa distância.
-Atuam na resposta imune e no controle do desenvolvimento e diferenciação celular.
-São produzidas por demanda e por qualquer célula nucleada motivo pelo qual se diferencia de um hormônio, quando atua em longas distâncias.
Vias de Sinalização:
-Uma célula apenas responde a um sinal químico se ela possuir receptores para ele.
-Todas as vias de sinalização compartilham o mesmo caminho que o sinal segue após o contato com seu receptor:
· Molécula sinalizadora: corresponde ao primeiro mensageiro, sendo o portador do sinal químico secreta seu sinal químico que se ligará à proteína receptora;
· Proteína receptora: se encontra na membrana da célula alvo e recebe o sinal;
· Moléculas de sinalização intracelulares são ativadas;
· As moléculas ativas alteram/ativam proteínas alvo;
· Uma resposta é gerada.
Receptores Proteicos:
-Não estão presentes exclusivamente na Membrana Plasmática, sendo encontrados também no Núcleo e Citosol.
-O local de ligação depende se a molécula é lipofílica ou hidrofílica.
· Uma molécula lipofílica atravessa a Membrana facilmente, podendo se ligar ao receptor do citosol ou núcleo sua resposta e ação são mais lentas, em razão da atividade genética que tais sinais realizam
· A ativação de receptores intracelulares ativa um gene, o qual induz o núcleo a produzir um RNAm. A partir disso, ele serve como um molde para a formação de novas proteínas.
· Uma molécula hidrofílica não atravessa a Membrana facilmente, produzindo a necessidade de se ligar a um receptor externo as respostas celulares são mais rápidas, visto que todas as reações no interior da célula alvo ocorrem em pouco tempo sua ação também é mais rápida. 
Receptores externos:
-Dentre os receptores de moléculas hidrofílicas estão:
· Receptor acoplado a canal;
· Receptor acoplado a proteína G;
· Receptor enzimático;
· Receptor integrina.
Receptor acoplado a canal:
-São os mais simples (canais iônicos regulados quimicamente).
· A ligação com o ligante abre ou fecha o canal, alterando o fluxo de íons pela membrana altera o potencial de membrana, gerando um sinal elétrico que altera proteínas sensíveis a voltagens resulta em uma resposta celular.
-Receptores Ionotrópicos:
· Ativam diretamente os canais iônicos.
-Receptores Metabotrópicos:
· Ativam os canais a partir de um segundo mensageiro (alguma molécula).
Receptor acoplado a proteína G:
-Proteínas Transdutoras de Membrana (proteína G) facilitam a transdução de sinal maior parte da transdução de sinal utiliza essas proteínas.
-Os receptores acoplados correspondem a proteínas transmembranas que atravessam a camada 7 vezes, possuindo uma cauda ligada a uma molécula transdutora de membrana (proteína G).
-As proteínas G, quando ativadas:
· Abrem um canal iônico;
· Altera a atividade enzimática no lado citoplasmático da membrana.
-Tipos de ligantes aos receptores acoplados a proteína G:
· Hormônios;
· Fatores de crescimento;
· Moléculas olfatórias;
· Pigmentos visuais;
· Neurotransmissores.
-Enzimas amplificadoras da Proteína G:
· Adenilato-ciclase;
· Fosfolipase C.
-Via GPCR-AMPc:
· Sistema adenilato-ciclase-AMPc acoplado a proteína G;
· Usado por hormônios proteicos (hidrofílicos);
· Adenilato-ciclase:
· Enzima amplificadora que converte ATP em AMP cíclico (segundo mensageiro AMPc);
· O AMPc ativa a proteína-cinase A (PKA), a qual fosforila proteínas intracelulares da cascata de sinalização.
-Fosfolipase C (PLC):
· Enzima amplificadora derivada de lipídios;
· Quando a proteína G é ativada por uma molécula sinalizadora, a PLC converte o bifosfato de fosfatidilinositol (fosfolipídio de membrana) em:
· Diacilglicerol;
· Trifosfato de Inositol.
· Diacilglicerol (DAG): molécula apolar que permanece na membrana, interagindocom a Proteína-Cinase C (PKC), a qual fosforila proteínas citosólicas que mantêm a cascata;
· Trifosfato de Inositol (IP3): molécula hidrofílica, que adentra no citoplasma e se liga e abre os canais de cálcio do Retículo Endoplasmático o íon se difunde para o citoplasma.
Receptores enzimáticos:
-Regiões: podem ser apenas 1 proteína ou mais.
· Receptora: face externa;
· Enzimática: face interna da membrana.
-A conexão do sinalizador ao receptor ativa a enzima dos receptores enzimáticos (catalíticos), sendo elas:
· Proteínas-cinase Tirosina-cinase (TK), responsável pela transferência de um grupo fosfato de um ATP para uma Tirosina (aa.) de uma proteína;
· Guanilato-ciclase converte GTP em GMPc.
-Exemplos de ligantes de receptores enzimáticos:
· Insulina atividade intrínseca de TK;
Citocinas não tem atividade intrínseca ativa enzima citosólica TK.
Receptores Integrina:
-São proteínas transmembranas.
-Realizam/auxiliam:
· Coagulação sanguínea;
· Cicatrização;
· Resposta imune;
· Movimento celular.
-Lado externo: se ligam as proteínas da matriz extracelular ou a ligantes.
-Lado interno: ligam-se ao citoesqueleto por proteínas de ancoragem.
-Ações quando conectadas aos ligantes:
· Ativa enzimas intracelulares;
· Altera a organização do citoesqueleto.
Transdução de sinal:
-Transmissão de informações através da membrana, utilizando-se de uma proteína a molécula sinalizadora (1° mensageiro) extracelular ativa um receptor de membrana, alterando moléculas intracelulares (2° mensageiro), o qual gera uma resposta.
-Transdutor: converte o sinal de uma forma a outra.
-Padrão básico:
· O receptor de membrana ativado aciona suas proteínas associadas e inicia uma cascata intracelular de segundos mensageiros;
· O último segundo mensageiro da cascata gera uma resposta, a partir de alvos intracelulares.
-Cascata de sinais:
· Se inicia quando uma molécula sinalizadora, atuando como estímulo, converte uma molécula inativa A em ativa e ela, por conseguinte, converte a B em ativa, a qual também ativa uma C. Por fim, a etapa final consiste na conversão do substrato em produto.
-Amplificação:
· O sinal original é ampliado, transformando uma molécula sinalizadora em múltiplas moléculas de segundos mensageiros;
· O processo inicia quando um sinalizador se liga ao seu receptor, o qual ativa uma enzima amplificadora, que ativa diversas moléculas à medida que a cascata ocorre.
-Padrão detalhado da transdução de sinal:
· Os receptores de membrana podem ativar: 
· Proteínas-cinase: fosforila uma proteína a partir da transferência de um grupo fosfato do ATP;
· Enzimas amplificadoras: geram segundos mensageiros intracelulares.
· Os segundos mensageiros:
· Alteram a abertura de canais iônicos: produzidos por sinais elétricos advindos do potencial de ação;
· Aumentam o cálcio intracelular: alteram uma proteína, gerando uma resposta;
· Altera atividades enzimáticas: a desfosforilação ou fosforilação de uma proteína gera uma resposta.
Novas moléculas sinalizadoras:
Cálcio:
-Entra na célula por:
· Canais dependentes de voltagem;
· Canais dependentes de ligantes;
· Canais controlados mecanicamente.
-Pode ser liberado por compartimentos intracelulares RE.
-Combina-se com proteínas para exercer diversos efeitos.
Gases:
-Moléculas sinalizadoras efêmeras, que atuam próximas da onde foram produzidas.
Lipídios:
-Eicosanoides: 
· Sinalizadoras Parácrinos;
· Derivados de ácidos graxos de 20 carbonos ácido araquidônico.
Finalização das vias de sinalização:
-Interrupção da atividade do receptor:
· Degradação do ligante extracelular;
· Remoção do mensageiro químico do LEC para as células vizinhas;
· Endocitose do complexo ligante-receptor.
Referência:
SILVERTHORN, Dee Unglaub. Comunicação, Integração e Homeostasia. In: SILVERTHORN, Dee Unglaub. Fisiologia Humana: Uma abordagem integrada. 7. ed. Artmed: Simone de Fraga, 2017. cap. 6, p. 165-195. ISBN 9780321981226.
Sinalização celular
 
Francisco Mônico Moreira
 
 
Comunicação célula a célula:
 
-
Vias de sinalização: a comunicação entre 
células do corpo ocorre através de uma rede 
complexa de transferência de informações.
 
-
A intercomunicação celular favorece a 
manutenção da homeostasia, 
acontecendo 
em âmbito local (ocorrendo por difusão) ou 
grandes distâncias (através do sistema 
circulatório).
 
-
A resposta da célula alvo depende de seu 
receptor ou de suas vias intracelulares 
associadas e não do ligante
.
 
-
Um ligante pode ter muitos receptor
es 
à
 
células diferentes podem responder 
diferentemente a um tipo de sinalizador.
 
-
Tipos de sinais fisiológicos:
 
·
 
Químicos: secreção de moléculas no 
LEC/corrente sanguínea/fenda 
sináptica 
à
 
hormônio, lipídios, gases, 
íons, neurotransmissor
 
à
 
sempre é 
unidire
cional;
 
·
 
Elétricos: através de mudanças no 
potencial da célula.
 
-
Nomenclatura:
 
·
 
Célula sinalizadora: envia o sinal;
 
·
 
Sinalizador: molécula de sinalização 
que realiza a transferência de 
informações;
 
·
 
Célula alvo: recebe a informação.
 
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Interação proteica
: 
interação entre o 
sinalizador e a proteína receptora. Depende 
de:
 
·
 
Especificidade
: chave/fechadura
 
à
 
capacidade de receptores se ligarem a 
algumas moléculas, mas não a outras;
 
·
 
Afinidade
: quanto o sinal químico 
consegue interagir com seu receptor;
 
·
 
Competiçã
o
: 
 
o
 
Agonistas
: o ligante ativa o 
receptor e inicia uma resposta 
à
 
realiza a mesma função de um 
ligante primário;
 
 
o
 
Antagonista
: o ligante ocupa o 
sitio de ligação e impede o 
receptor de produzir uma 
resposta 
à
 
bloqueia a atividade 
do receptor.
 
 
·
 
Saturação
: 
a capacidade celular de 
resposta a um estímulo depende da 
quantidade de receptores finitos da 
mesma;
 
o
 
A quantidade de receptores 
varia ao longo do tempo, oque 
permite que a célula module 
suas respostas aos diferentes 
sinais, dependendo das 
condiç
ões existentes;
 
o
 
Regulação para baixo: remoção 
de receptores de membrana por 
endocitose ou dessensibilização 
à
 
reduz a resposta da célula 
alvo, mesmo com grande 
concentração de sinalizadores;
 
o
 
Regulação para cima: i
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de mais receptores na 
membrana
 
à
 
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manter normal o nível de suas 
respostas, visto que a célula se 
torna mais responsiva.
 
 
Comunicação local:
 
-
Ocorrem por:
 
·
 
Junções comunicantes;
 
·
 
Sinais dependentes de contato;
 
·
 
Sinais autócrinos e parácrinos
 
à
 
determinadas moléculas podem atuar 
Sinalização celular 
Francisco Mônico Moreira 
 
Comunicação célula a célula: 
-Vias de sinalização: a comunicação entre 
células do corpo ocorre através de uma rede 
complexa de transferência de informações. 
-A intercomunicação celular favorece a 
manutenção da homeostasia, acontecendo 
em âmbito local (ocorrendo por difusão) ou 
grandes distâncias (através do sistema 
circulatório). 
-A resposta da célula alvo depende de seu 
receptor ou de suas vias intracelulares 
associadas e não do ligante. 
-Um ligante pode ter muitos receptores  
células diferentes podem responder 
diferentemente a um tipo de sinalizador. 
-Tipos de sinais fisiológicos: 
 Químicos: secreção de moléculas no 
LEC/corrente sanguínea/fenda 
sináptica  hormônio, lipídios, gases, 
íons, neurotransmissor  sempre é 
unidirecional; 
 Elétricos: através de mudanças no 
potencial da célula. 
-Nomenclatura: 
 Célula sinalizadora: envia o sinal; 
 Sinalizador: molécula de sinalização 
que realiza a transferência de 
informações; 
 Célula alvo: recebe a informação. 
-Interação proteica: interação entre o 
sinalizador e a proteína receptora. Depende 
de: 
 Especificidade: chave/fechadura  
capacidade de receptores se ligarem a 
algumas moléculas, mas não a outras; 
 Afinidade: quanto o sinal químico 
consegue interagir com seu receptor; 
 Competição: 
o Agonistas: o ligante ativa o 
receptor e inicia uma resposta  
realiza a mesmafunção de um 
ligante primário; 
 
o Antagonista: o ligante ocupa o 
sitio de ligação e impede o 
receptor de produzir uma 
resposta  bloqueia a atividade 
do receptor. 
 
 Saturação: a capacidade celular de 
resposta a um estímulo depende da 
quantidade de receptores finitos da 
mesma; 
o A quantidade de receptores 
varia ao longo do tempo, oque 
permite que a célula module 
suas respostas aos diferentes 
sinais, dependendo das 
condições existentes; 
o Regulação para baixo: remoção 
de receptores de membrana por 
endocitose ou dessensibilização 
 reduz a resposta da célula 
alvo, mesmo com grande 
concentração de sinalizadores; 
o Regulação para cima: inserção 
de mais receptores na 
membrana  tentativa de 
manter normal o nível de suas 
respostas, visto que a célula se 
torna mais responsiva. 
 
Comunicação local: 
-Ocorrem por: 
 Junções comunicantes; 
 Sinais dependentes de contato; 
 Sinais autócrinos e parácrinos  
determinadas moléculas podem atuar