26ªAULA

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•  Aspirina: mecanismo de acção; potencial efeito protector nas doenças 
cardiovasculares. 
•  Comunicação celular: exemplos de comunicação em seres unicelulares; 
caracterização da resposta “fight or flight”; definição dos tipos de 
sinalização celular em organismos multicelulares (sinalização por contacto 
directo; sinalização parácrina; sinalização endócrina; sinalização autócrina; 
sinalização justácrina) 
Bibliografia 
•  Lodish H., Baltimore D., Berk A., Zipursky S.L., Matsudaira P., and Darnell J., Molecular Cell 
Biology (4ª Ed.), Freeman W.H. and Company (USA) (2000). 
•  Baynes J., and Dominiczak M.H., Medical Biochemistry, Mosby International Limited (1999). 
•  Campbell N.A., and Reece J.B., Biology (6th Ed.) Benjamin Cumming (2001). 
ÁCIDO ACETIL SALICÍLICO 
  A maior parte dos fármacos são ácidos ou bases fracas. 
Felix Hoofmann	
Salicáceas 
  Antigos Egípcios já usavam o ácido salicílico para combater as dores, ao ingerir 
salicina, mastigando, a casca do salgueiro; 
  Hipócrates (460-377, A.C.), já se referia a um pó amarelo extraído da casca do 
salgueiro e que podia aliviar as dores e baixar a febre. 
Raffaele Piria 
Johann Buchner 
Salix alba 
 "Uma mistura preparada com 50 
partes de ácido salicílico e 75 partes 
de anidrido acético é aquecida por 
cerca de 2 horas a cerca de 500 oC 
num balão de refluxo. Um líquido 
claro é obtido do qual, quando 
resfriado, é extraído uma massa 
cristalina, que é o ácido 
acetilsalicílico. O excesso deanidrido 
acético é extraído por pressão e o ác. 
acetilsalicílico é recristalizado em 
clorofórmio seco.” 
Felix Hoofmann	
Charles Gerhardt (1853) - 1ª acetilação do ácido salicílico 
Estima-se que já tenha sido consumido 1 x 1012 tabletes de aspirina. 
Antiinflamatório, analgésico, antipirético 
Monje Rasputin 
Aspirina?? 
Melhoria de sintomas… 
Razão ? 
Overview of Prostaglandin Synthesis From 
Arachidonic Acid 
Nota: as prostagandinas não são armazenadas na célula, são sintetizadas em resposta a 
uma lesão celular 
Vasos sanguíneos Plaquetas 
A PROSTAGLANDINA-ENDOPERÓXIDO SINTASE é 
uma enzima existente que actua sobre o ácido 
araquidónico convertendo-o em prostaglandina por 
uma dupla actividade enzimática: 
– ciclooxigenase e 
– peroxidase 
HORMONAS EICOSANÓIDES- grupo de 
hormonas, maioritáriamente derivadas do ác. 
gordo poli-insaturado com C20, ácido 
araquidónico. 
Estão envolvidas na função reprodutora, na 
inflamação, febre e dor. 
Prostaglandina 
As prostaglandinas (PG) são uma série de 
ácidos ciclopentanóicos. 
Há tb as h. eicosanóides derivadas das 
prostaglandinas conhecidas por tromboxanos 
(TX), com diferença na estrutura do anel que nos 
tromboxanos é um éter cíclico (anel oxano), 
enquanto nas prostaglandinas é um ciclopentano. 
Prostaglandinas só são conhecidas em animais. As primeiras são descobertas em 
1930 por Ulf von Euler (Suécia). 
Muitas prostaglandinas estão envolvidas na sinalização PARÁCRINA e 
AUTÓCRINA, (actuando perto do local de síntese) e muitas modulam a resposta de 
outras hormonas. . 
Aspirina e Prostaglandinas 
Aspirina inibe a síntese de prostaglandinas pela acetilação da 
ciclooxigenase, uma enzima necessária à síntese de prostaglandinas 
Doses baixas de aspirina 
(50-100mg) inibem mais 
fortemente a produção de 
tromboxanos do que de 
PGI2 (prostaciclina). 
Plaquetas - não têm núcleo! 
(o efeito inibitório exerce-se 
durante 8-11 dias (tempo de 
vida de uma plaqueta). 
A enzima ciclooxigenase da 
parede vascular é 
rapidamente renovada - a 
aspirina deprime menos a 
formação de prostaciclinas. 
Eicosanoid Synthesis 
•  C20 unsaturated fatty 
acids (i.e. arachidonic acid) 
are precursors 
• Prostaglandins and 
Thromboxanes are 
synthesized by a 
cyclooxygenase pathway 
• Leukotirenes are 
synthesized by a 
lipoxygenase pathway 
Prémio Nobel em Fisiologia e Medicina – 
1982 - por pesquisas sobre prostaglandinas 
John Vane 
EM CONJUNTO: 
PGI2 e TXA2, envolvidas no processo inflamatório e na coagulação do 
sangue, podem interferir no processo aterosclerótico. 
TXA2 (agregação plaquetas sanguíneas) favorece a formação de coágulos sanguíneos 
PGI2 ( relaxa as artérias coronárias e inibe a agregação de plaquetas) 
A ATEROSCLEROSE- é provocada por aumento 
do colesterol e reduz a síntese de PGI2 nas 
células endoteliais. 
1.  Surgem lesões nas paredes dos vasos que 
agregam as plaquetas, devido ao aumento da 
síntese de TXA2. 
2.  A redução do nº de células endoteliais 
(produzem PGI2) reduz o PGI2 produzido. 
— Assim, aumenta-se a possibilidade da 
ocorrência de trombose. 
As plaquetas têm papel crucial na coagulação do sangue e na regeneração 
das paredes dos vasos sanguíneos (cicatrização). 
Tromboxanos TXA2 (derivados da prostaglandina PGH2) causam 
agregação das plaquetas sanguíneas, aderindo às paredes dos vasos 
sanguíneos (formam trombos), sendo importante na cicatrização de feridas. 
•  Salicylates were first discovered when the observation was made 
that chewing willow bark could relieve pain
•  Hippocrates: Willow bark as a pain killer during childbirth
•  Stone (1700) Extract of willow bark to reduce fever
• Piria (1838) Isolation of salicin from willow bark
• Kolbe (1853) Synthesis of salicylate from salicin
•  Von Gerhardt at Bayer Pharmaceutical Co. synthesized acetyl SA 
in 1850
•  Hoffman, at Bayer gave acetyl SA to his rheumatoid father
•  Bayer started sales of Aspirin in1899
•  Acetylsalicylic acid (aspirin) was introduced as a pain reliever 
in 1899, at that time it was used in doses of 650 mg every 4 hours
History - Salicylates 
History - Salicylates
Aspirin!
Dose-Dependent Effects: 
Low: < 300mg 
blocks platelet aggregation 
Intermediate: 300-2400mg/day 
 antipyretic and analgesic effects 
High: 2400-4000mg/day 
 anti-inflammatory effects 
Salicylism!
Comunicação Celular 
“Nenhum Homem é uma ilha”!
" "" ""Teilhard de Chardin!
As células também não são ilhas…!
  Organismos multicelulares
  As células não vivem isoladas
  Sobrevivência depende rede intercelular de 
comunicaçõe que coordena
•  Crescimento 
•  Diferenciação 
•  Metabolismo 
 Como as células comunicam
  Moléculas sinalizadoras extracelulares
•  peptídeos
•  proteínas
•  pequenas moléculas (derivados de aminoácidos)
  Células sinalizadoras
  Células alvo
  Receptores
A sinalização extracelular envolve normalmente 6 passos:
1. Síntese
2. Libertação da molécula sinalizadora 
3. Transporte do sinal para a célula alvo
4. Detecção do sinal por um receptor específico
5. Alterações do metabolismo celular, função ou desenvolvimento, accionadas 
pelo complexo Receptor-Sinal
6. Remoção do sinal (términus da resposta celular)
“Célula Alvo”
A Comunicação Celular por Sinais Extracelulares Envolve 
Usualmente 6 Passos 
“Célula Alvo”
Resumo: Sinalização Celular 
Resposta “Fight-or-Flight” 
“Fight-or-Flight” response 
Cell Signaling 
Glucose ????
? 
Sinais externos são convertidos 
em respostas dentro das células 
  Os microorganismos fornecem uma visão do papel 
da sinalização celular na evolução da vida 
  The yeast, Saccharomyces cerevisiae, have two 
mating types, a and α 
  Cells of different mating types locate each other via 
secreted factors specific to each type 
  A signal transduction pathway is a series of steps by 
which a signal on a cell’s surface is converted into a 
specific cellular response 
  Signal transduction pathways convert signals on a 
cell’s surface into cellular responses 
Evolution of Cell Signaling 
Evolutionof Cell Signaling 
  Pathway similarities suggest that ancestral 
signaling molecules evolved in prokaryotes and 
have since been adopted by eukaryotes 
Evolution of Cell Signaling 
  Importance of gene duplication and subsequent protein sequence 
divergence 
  Researchers have learned that cells of yeast identify their mates by 
signaling 
  Cell types are “a” and “α” 
  "a" types secrete a chemical signal called a factor which binds to 
specific receptor proteins on nearby α cells 
  α cells secrete α factor which binds to receptors on “a” cells 
  The two factors cause the cells to grow toward each other and 
bring about other cellular changes 
  The result is the fusion of two cells of opposite type 
  The new a /α cell contains all the genes of both original cells, a 
combination of genetic resources that provides advantages to the 
cell’s descendants, which arise by subsequent cell divisions 
α factor Receptor 
Exchange of 
mating factors. 
Each cell type 
secretes a mating 
factor that binds to 
receptors on the 
other cell type. 
 Mating. Binding 
 of the factors to 
 receptors induces 
 changes in the 
 cells that lead to 
 their fusion. 
 New a/α cell. 
 The nucleus of 
 the fused cell 
 includes all the 
 genes from the 
 a and α cells. 
a factor 
Yeast cell, 
mating type a 
Yeast cell, 
mating type α 
α
α
a/α 
a
a
1
3
2
Yeast cells identify their mates by cell signaling 
(early evidence of signaling) 
Budding
yeast
cells
responding
to
ma3ng
factor

(A) The
cells
are
normally
spherical.

(B) In
response
to
ma3ng
factor
secreted
by
neighbouring
yeast
cells,

they
put
out
a
protrusion
toward
the
source
of
the
factor
in

prepara3on
for
ma3ng.


• There are two mating types (“sexes”) of yeast, a 
and α (in the lab we generally study the a mating 
type) 
• They can mate by responding to an extracellular 
signal, called a pheromone (13 amino acid peptide), 
released by one mating type and received by the 
other 
• The α mating type pheromone, alpha factor, binds 
to a GPCR on the surface of an a cell to initiate 
signaling 
• The GPCR undergoes a conformational change 
that is transmitted to the G-protein whose Gα 
subunit releases GDP and binds to GTP 
• The GTP-bound Gα subunit then dissociates from 
the Gβ/Gγ subunit which in turn initiates a MAPK 
phosphorylation cascade where a MAP kinase 
kinase kinase (MAPKKK) activates a MAP kinase 
kinase (MAPKK) which activates a MAP kinase 
(MAPK) 
• The activated MAPK then activates several 
effector proteins: a transcription factor and a cell-
cycle inhibitor 
• The net results are cell cycle arrest, cytoskeletal 
rearrangements to “grow” toward where the 
pheromone originated (in hopes of mating 
successfully), and expression of genes required for 
fusion to the opposite mating type 
+ mating pheromone 
 (alpha factor) 
A model signaling pathway: The Yeast Pheromone Pathway 
a cells, no pheromone 
a cells, + pheromone 
•  Myxococcus xanthus uses gliding motility 
  Starvation triggers the aggregation of 100,000 cells, 
which form a fruiting body. 
“Fruiting Bodies” 
Individual 
rod-shaped cells 
Spore-forming 
structure 
(fruiting body) 
Aggregation 
in progress 
Fruiting bodies 
1 
2 
3 
0.5 mm 
2.5 mm 
Communication among bacteria 
  Convert signals on a cell’s surface into cellular 
responses 
  Are similar in microbes and mammals, 
suggesting an early origin 
Local and Long-Distance Signaling 
  Like microbes, cells in a multicellular organism 
usually communicate by chemical messengers 
  Animal and plant cells have cell junctions that 
directly connect the cytoplasm of adjacent cells 
  In local signaling, animal cells may communicate 
by direct contact, or cell-cell recognition 
  In many other cases, animal cells communicate using 
local regulators, messenger molecules that travel only 
short distances 
  In long-distance signaling, plants and animals use 
chemicals called hormones 
  The ability of a cell to respond to a signal depends on 
whether or not it has a receptor specific to that signal 
Cont… 
Cells Communication 
  Direct contact
  Paracrine signaling (Synaptic signaling)
  Endocrine signaling
  Autocrine signaling
  Justacrine signaling
Direct Contact 
  Cells touch each other and signal molecules travel through 
special connections called cell junctions 
  Cell junctions link the cytoplasms of 2 cells together, 
permitting the controlled passage of small molecules or ions 
between them 
Plasma membranes 
Plasmodesmata 
between plant cells 
Gap junctions 
between animal cells 
(a) Cell junctions. Both animals and plants have cell junctions that allow molecules 
 to pass readily between adjacent cells without crossing plasma membranes. 
  Multicellular organisms can have 
direct contact between cells 
•  Coordination, conservation of 
receptors, better communication 
  Animal cells: gap junctions 
  Plant cells: plasmodesmata 
Direct Communication 
Sinalização Intercelular em Animais
(4 TIPOS-segundo distância entre célula sinalizadora e célula-alvo)
A sinalização intercelular ocorre normalmente através da libertação de 
uma molécula extracelular secretada que percorre alguns µm (b e c) ou 
metros (a), antes de ligar à célula-alvo 
1. Sinalização Endócrina 
Moléculas sinalizadoras, denominadas hormonas, actuam em células alvo distantes do 
local de síntese (células das glândulas endócrinas). 
O transporte faz-se normalmente pelo sangue (ou outro líquido extracelular). 
2. Sinalização Parácrina 
 As moléculas sinalizadoras libertadas pela célula apenas 
 afectam células alvo próximas. 
Ex.: Condução de um impulso nervoso de uma célula nervosa para 
 outra ou de uma cél. nervosa para uma célula muscular 
 (envolvendo contracção muscular). 
 Moléculas sinalizadoras = neurotransmissores. 
3. Sinalização Autócrina 
1.  As células respondem a substâncias que elas próprias libertam. 
2.  Muitos factores de crescimento actuam por este processo. Células em 
cultura secretam factores de crescimento que estimulam o seu próprio 
crescimento e proliferação. 
3.  Este tipo de sinalização, por sobreprodução de factores de 
crescimento, vai originar células tumorais, provocando cancro. 
4. Sinalização Justácrina ou por Proteínas Ligadas à 
Membrana Plasmática 
1.  Proteínas ligadas à M. Plasmática de uma célula interagem 
directamente com receptores de uma célula adjacente. 
Exemplo: o EGF (factor de crescimento epidérmico)