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Monitoria de Bio Cel | Saile Silveira Dias EMBRIOLOGIA Fecundação: o espermatozoide deve passar por um processo chamado de capacitação espermática (tornando-se capaz de sintetizar e liberar hialuronidase, acrosina e neuraminidase), causando mudanças estruturais do espermatozoide, no flagelo especialmente. São 30h até a formação do zigoto. A hialuronidase liberada pelo acrossoma dissolve o material intercelular da corona radiata do ovócito. A acrosina e a neuraminidase são responsáveis por dissolver a zona pelúcida, que funciona como barreira para a fecundação. Entrada do espermatozoide: se a proteína zp3 for reconhecida por uma proteína na superfície do espermatozoide. Depois que 1 espermatozoide faz isso e penetra a zona pelúcida, todas as zp3 desaparecem, limitando a entrada de espermatozoides no óvulo (endurecimento da zona pelúcida). Se esse processo de desaparecimento falhar, aumentam as chances de mutações. O processo se chama reação zonal. Fatores que podem impedir a fecundação: Masculinos: problemas no flagelo, não ter receptor de zp3 e falta de enzimas necessárias no acrossoma. Femininos: não possuir proteína zp3 (infértil). APÓS ENTRADA DO ESPERMATOZOIDE: Formação dos corpos polares; Formação dos pró-núcleos masculino e feminino; Fusão dos pró-núcleos; Término da segunda divisão meiótica; Formação do zigoto (após a formação do zigoto se inicia a clivagem da célula). Ao iniciar a clivagem (divisões mitóticas), formam-se os blastômeros. Entre o terceiro e o quarto dia, os blastômeros começam a se compactar, formando a mórula. Entre o quarto e o quinto dia, a mórula se transforma em blastocisto por conta do surgimento de espaçõs entre seus blastômeros centrais. O blastocisto é dividido em embrioblasto (massa celular Monitoria de Bio Cel | Saile Silveira Dias interna que formará o embrião), trofoblasto (massa celular externa que formará a placenta) e cavidade blastocística (fonte de nutriente). Implantação: se inicia entre o quinto e o sexto dia e encerra entre o décimo segundo e o décimo quarto. Ocorre a entrada completa do blastocisto na parece do endométrio. Final da segunda semana: Se inicia a formação da cavidade amniótica (nutre o embrião que está sendo formado). Formação do terceiro folheto embrionário. Ectoderma primitivo. Endoderma primitivo. Placa pré-cordal vem do espaçamento do endoblasto. -sinciotrofoblasto (resto de células, proteínas e tecidos): avanço do blastocisto pelo tecido. Produz HCG (nono dia), que entra em contato com os vasos sanguíneos no décimo segundo dia e passa a ser detectado na urina, permitindo o exame Beta-HCG. -quanto maior o número de ejaculações, menor a qualidade dos espermatozoides. -gravidez ectópica: comum entre mulheres que tomam anticoncepcional. O material sai pela alça da tuba uterina e fica no mesentério. TERCEIRA SEMANA Formação da linha primitiva, notocorda e gastrulação. Gastrulação: crescimento e diferenciação das células para formação dos três folhetos embrionários, que são responsáveis por originar órgãos e tecidos do embrião. Folhetos embrionários: Ectoderma – camada mais exterior, forma epiderme e anexos epidérmicos, sistema nervoso e as cavidades. Mesoderma – entre ectoderma e endoderma, origina a derme, os ossos e os músculos, o sistema circulatório e reprodutor. Endoderma – mais interna, forma o sistema respiratório e alguns órgãos do digestório. Monitoria de Bio Cel | Saile Silveira Dias Processo notocordal: alterações na parte superior do ectoderma e formação do mesoderma. Origina a notocorda (camada que origina a coluna vertebral e o esqueleto axial). Neurulação: formação da placa neural, pregas neurais e tubo neural. Somitos: são agregações de células do mesênquima que originam as vértebras, costelas, derme da pele no lado dorsal do corpo e os músculos axiais. A contagem de somitos é uma alternativa para se descobrir a idade do embrião. Embriologia do sistema digestório O desenvolvimento do sistema digestório começa no início da quarta semana com a formação do intestino primitivo (intestino anterior + médio + posterior). Intestino anterior (faringe, esôfago, duodeno, estômago, fígado e pâncreas.) + médio (intestino delgado, ceco, apêndice vermiforme, cólon ascendente e metade do cólon transverso) + posterior (metade do cólon transverso, cólon descendente, cólon sigmoide, reto e parte do canal anal, epitélio da bexiga urinária e parte da uretra). Linha pectínea: junção entre as regiões endodérmica e ectodérmica e nesta linha o epitélio muda de Colunar para Pavimentoso Estratificado (apresenta número variável de camadas celulares) por questões de proteção. Em alguns organismos não ocorre a recanalização (deveria ocorrer na nona semana), então o canal anal nasce colabado (sem abertura no septo urorretal). -Inflamação sistêmica: derivação de doenças, começa no desenvolvimento do epitélio do intestino. -Bactérias da microbiota são barreira de proteção para o epitélio. -Manter o epitélio íntegro para evitar o uso de células-tronco para renovar, pois se desgastam e sofrem agressão (barreira de muco que protege é perdida), provocando reação inflamatória. Monitoria de Bio Cel | Saile Silveira Dias -70% da capacidade de resposta imunológica está no intestino (é prejudicada pela inflamação). -Pessoas com desbiose tem doenças mais agressivas e resposta mais baixas à vacinas. Baixa vitamina b12 (é produzida por uma bactéria do intestino): imunidade baixa, alta recorrência de doenças (pode ser causada pela disbiose). QUARTA À OITAVA SEMANA Estabelecimento de estruturas internas e externas. Exposição a teratógenos (substâncias químicas que podem causar anomalias ou morte fetal/aborto). Ao fim desse período, os principais sistemas de órgãos já iniciaram seu desenvolvimento com funcionamento mínimo. Mudança na forma do embrião por conta da formação dos tecidos e ógãos. Desenvolvimento do tubo neural. Período embrionário: da fertilização até a oitava semana. Período fetal: da nona semana até o nascimento. *Talidomida (remédio anti-inflamatório) impede proliferação de células. *os dobramentos do disco embrionário permitem o estabelecimento da forma do corpo do embrião. Dobramento no plano mediano (dobramento ventral) • Dobramento ventral das extremidades cefálica e caudal • Produz as pregas cefálica e caudal • Pedículo se prende à superfície ventral do embrião (septo transverso, coração primitivo) e o alantóide é parcialmente incorporado ao embrião. • As pregas neurais a região cefálica tornam-se mais espessas formando o primórdio do encéfalo. • O dobramento da extremidade caudal do embrião resulta do crescimento da parte distal do tubo neural: primórdio da medula espinhal. • Parte do endoderma do saco vitelino é englobada, formando o intestino primitivo. Monitoria de Bio Cel | Saile Silveira Dias Dobramento da extremidade cefálica • Intestino anterior: entre encéfalo e coração. • Membrana orofaríngea: separa intestino anterior do estomodeu. Dobramento da extremidade caudal do embrião • Eminência caudal se projeta sobre membrana cloacal. • Parte do endoderma do saco vitelino incorporada: intestino posterior. • Porção terminal do intestino posterior se dilata e forma a cloaca. • Linha primitiva assume uma posição caudal. Dobramento no plano horizontal • Formação das pregas laterais direita e esquerda • O embrião torna-se cilíndrico pelo deslocamento da parede ventrolateral em direção ao plano mediano. • Com a transformação do pedículo do embrião no cordão umbilical, a fusão ventral das pregas laterais reduz a região da comunicação entre as cavidades celômicas. • Resulta do rápido crescimento da medula espinhal e dos somitos (agregações de células mesenquimais que originam vértebras, costelase músculos axiais). QUINTA SEMANA Pequenas mudanças no formato do corpo Crescimento acentuado da cabeça: rápido desenvolvimento do encéfalo e proeminências faciais Face em contato com proeminência cardíaca Segundo arco cresce e projeta-se sobre terceiro e quarto (seio cervical) Cristas mesonéfricas: mesonéfron. SEXTA SEMANA Diferenciação regional dos membros superiores: cotovelos e placas das mãos. Raios digitais: primórdios dos dedos. Saliências auriculares: saliências ao redor da primeira fenda faríngea. Olho evidente: pigmentação da retina. Monitoria de Bio Cel | Saile Silveira Dias Cabeça grande, encurvada sobre proeminência cardíaca. Hérnia umbilical. SÉTIMA SEMANA Chanfraduras nas placas das mãos, separando os futuros dedos. Cabeça perde contato com proeminência cardíaca. Estreitamento do canal onfaloentérico. Flexura cervical. Posição de nariz e boca. Fenda da orelha externa. Início da ossificação dos membros superiores. OITAVA SEMANA Aspecto humano. Os dedos das mãos estão separados, mas unidos por membranas. Dedos livres e separados. Pálpebras e aurículas desenvolvidas. Cabeça arredondada. Regressão quase completa da cauda. Herniação intestinal presente. Final da oitava semana: Membros bem formados, dedos mais compridos e separados. Primeiros movimentos voluntários dos membros. Desaparecimento da eminência caudal. Começo da ossificação dos membros inferiores. Cabeça ainda muito grande. Ainda não é possível identificar o sexo pela genitália externa. *ultrassonografia: idade gestacional, avaliação de crescimento embrionário, detecção de anomalias congênitas, possibilidade de anormalidade uterina. *sistema Carnegie: estagiamento do embrião (são 23 estágios). Monitoria de Bio Cel | Saile Silveira Dias NÚCLEO CELULAR E METABOLISMO • O núcleo da célula armazena DNA e coordena atividades celulares. • A existência do núcleo é o que possibilita a regulação da expressão gênica. • A forma do núcleo acompanha a forma da célula. Estrutura nuclear: -Envoltório nuclear: delimita o conteúdo do núcleo. Possui 2 membranas e controla a passagem de moléculas entre o núcleo e o citoplasma. -Nucléolo: são subcompartimentos com RNA, DNA e proteínas e fabricam ribossomos. O tamanho do nucléolo é um parâmetro pra analisar proliferação de células de câncer. Cromatina: Moléculas de DNA associadas a proteínas (histonas e não histonas). É onde fica o nucleossomo (DNA enrolado quase 2 vezes). Dividida em heterocromatina (forma mais compactada e inativa) e eucromatina (mais descompactada e ativa). Mais heterocromatina indica célula pouco ativa. A cromatina precisa se duplicar pra permitir a divisão celular (mitose) e se compacta pra formar estruturas especializadas. Monitoria de Bio Cel | Saile Silveira Dias Transporte nuclear: Os sinais de localização nuclear são sequências de aminoácidos que indicam para onde as moléculas devem ir e são reconhecidos que receptores de transporte que direciam essas moléculas. Na importação, os sinais são reconhecidos por importinas que se ligam aos sinais de localização nuclear. A exportação é pelos sinais de exportação celular e exportinas, que se ligam aos sinais de exportação. Monitoria de Bio Cel | Saile Silveira Dias REGULAÇÃO DA EXPRESSÃO GÊNICA E EPIGENÉTICA • Expressão gênica=transcrição e tradução. • A ativação dos genes é determinada pela sequência reguladora. • A regulação da expressão gênica pode ser a ativação ou o desligamento de genes. Tipos de mecanismos reguladores da expressão gênica: -Em procariontes: funcionam como interruptores (acionados por proteínas reguladoras), que ligam e desligam genes de acordo com respostas dos procariontes em mudanças ambientais. -Em eucariontes: existem circuitos de regulação pré-programados. Mecanismos epigenéticos: 1-metilação do DNA: modulação de proteínas e genes. É uma modificação de DNA que não altera a sequência de DNA, mas tem uma influência sobre a atividade do gene. Ocorre pela adição de um grupo metil. 2-modificação de histonas: histonas são proteínas que se associam ao DNA para formar cromatina. O mecanismo epigenético está na modificação nas caudas das histonas, causando uma maior ou menor compactação da cromatina. Com maior compactação, a transcrição não ocorre. Monitoria de Bio Cel | Saile Silveira Dias SINALIZAÇÃO CELULAR • A recepção dos sinais depende das proteínas receptoras, que geralmente ficam na superfície da célula e se ligam com moléculas-sinal. Essa ligação ativa o receptor, que ativa vias de sinalização dentro da célula. Essas vias de sinalização transmitem cadeias de moléculas e processam o sinal dentro de célula receptora e distribuem para os alvos (que geralmente são as proteínas efetoras). • As células se comunicam por diferentes tipos de moléculas-sinal. • A sinalização é rápida quando é na alteração de uma proteína já pronta, e lenta quando precisa entrar no núcleo, se ligar ao gene e então alterar o gene. • Pressão arterial elevada=maior produção de NPC (para induzir a vasodilatação). • A criança no ambiente uterina já interage com o meio, então bons estímulos se transformam em boas diferenciações. • AMP cíclico transforma glicose em glicogênio (isso regula o nível de glicose no sangue). • Sobrecarga do pâncreas (fadiga do sistema) faz parar a produção de insulina. Restrição calórica é “férias” para o pâncreas. • AKT (proteína quinase B)=estimula a síntese e expressão de receptores de glicose e estimula a síntese de glicogênio. • Ca2+ + DAG (diaglicerol)=ativar uma proteína chamada PKC (proteína quinase C). Essa PKC fosforila proteínas-alvo. • Jak-Stat=produção de hemácias. • Alto nível de insulina à noite aumenta inflamação (isso acelera o processo de envelhecimento). • Células musculares captam glicose sem insulina por meio da contração muscular (o sedentarismo pode desenvolver diabete e a atividade física aumenta a internalização do açúcar). • Hemoglobina glicada deixa de captar oxigênio. Monitoria de Bio Cel | Saile Silveira Dias Como o organismo pode falhar na internalização do açúcar: -Diabetes tipo 1 (não produz insulina) e tipo 2 (insulina não se liga ao receptor e cria resistência à insulina no organismo). Tipos de sinalização celular: -Dependente de contato: as células precisam estar em contato com a membrana. -Parácrina: depende de sinais liberados fora da célula e atua sobre as células próximas. -Sináptica: neurônios transmitem sinais elétricos e liberam neurotransmissores. -Endócrina: depende de células que transmitem hormônios no sangue. • Diferentes tipos de células respondem de maneiras diferentes à mesma molécula- sinal, produzindo efeitos diferentes. Exemplo: acetilcolina reduz velocidade e força de contração no coração, mas estimula a contração das células musculares esqueléticas. Nesse caso, o que faz a resposta ser diferente são os receptores diferentes. • O sinal induz a célula a responder de acordo com seu estado predeterminado. Monitoria de Bio Cel | Saile Silveira Dias Tipos de receptores de sinal: *esses receptores funcionam como transdutores de sinal -Receptores associados a canais iônicos: envolvidos na sinalização sináptica. Os neurotransmissores envolvidos nesse tipo de sinalização abrem ou fecham um canal iônico formado pela proteína que se liga na membrana. -Receptores associados a proteínas G: regulam a atividade de uma proteína-alvo na membrana. A proteína G (proteína ligada em GTP) controla a interação entre o receptor e essa proteína-alvo. -Receptores associados a enzimas: funcionam como enzimas ou estão associados a enzimas. Quando ativados fosforilam grupos específicos de proteínas na célula.• A sinalização mediada por ligante que liga receptores acoplados à proteína G e receptores acoplados à enzima tende a ser mais lenta, mais complexa e com consequências mais duradouras. Receptores associados a proteína G: -Medeiam a maioria das respostas aos sinais externos e internos. Visão, olfato e gustação dependem deles. -O AMP cíclico (cAMP) é regulado pelas proteínas G. O cAMP é um mediador intracelular, sintetizado por ATP da adenilil-ciclase e desencadeia várias reações na célula. 1)O receptor reconhece o sinal e é ativado por ele. 2)A proteína G se liga ao receptor ativado e transmite o sinal pra proteínas efetoras. 3)Essa proteína efetora é ativada por uma subunidade da proteína G e produz o AMP cíclico. Monitoria de Bio Cel | Saile Silveira Dias CITOESQUELETO Células eucarióticas contém fibras de proteínas (os filamentos que formam o citoesqueleto) que estão envolvidas em: - Transporte intracelular de organelas - Separação de cromossomos - Movimento celular - Força mecânica - Formato da célula Filamentos do citoesqueleto: -Microtúbulos; -Filamentos intermediários; -Filamentos de actina. -Moléculas acessórias que interligam os filamentos e os conectam com outros componentes celulares. Microtúbulos: -determinam a posição das organelas e direcionam o transporte intracelular, formam os cílios e os flagelos. -auxiliam na divisão celular. -a união das tubulinas depende de Ca2+ e GTP (estimulam a ligação das tubulinas). O Ca2+ permite a interação e o GTP alterna em ciclos de crescimento e encurtamento e mantém o microtúbulo unido (quando o GTP se perde, o microtúbulo se desfaz). -são mais fáceis de romper que os filamentos intermediários. -formados pela união de alfa-tubulina e beta-tubulina com GTP. Filamentos de actina: revestem o interior da membrana (dá forma e resistência). -são polimerizados e despolimerizados -dá forma para a célula -movimentos da célula -divisão celular -citocinese (formação do anel contrátil que irá separar células recém formadas) Monitoria de Bio Cel | Saile Silveira Dias -a miosina realiza deslizamento sob a actina (contração/relaxamento) -tropomiosina: esconde os sítios de interação da actina/miosina -troponina: levanta a tropomiosina (estão ligadas) Filamentos intermediários: -formados por subunidades de actinas + subunidades de tubulina dos microtúbulos (formam arranjos que se diferenciam pela combinação de proteínas). -proporcionam resistência e força mecânica para as células. Proteínas acessórias: -Mantém a estrutura do citoesqueleto sob o controle de sinais da célula e permitem a organização dentro da célula. -controla a montagem dos filamentos do citoesqueleto. -convertem ATP em energia mecânica (movimenta organelas e os filamentos). *Ca2+ é o cálcio biodisponível, e a falta dele vira pedra/entope vasos e artérias. MATRIZ EXTRACELULAR A matriz extracelular é uma rede de proteínas e cadeias de polissacarídeos secretados pelas células. É um arcabouço de moléculas no meio externo da célula. Formada por uma parte fibrosa com fibras proteicas e uma parte de substância fundamental. Essa matriz fica ao redor das células em composições variadas. Monitoria de Bio Cel | Saile Silveira Dias ESTRUTURA QUÍMICA DA MEMBRANA Bicamada lipídica: • É formada por dupla camada lipídica (bicamada). Grande parte desses lipídios são fosfolipídios. • Os fosfolipídios possuem natureza anfipática (uma região polar e uma apolar). Possuem uma cabeça polar e 2 caudas apolares. • Porção polar dos fosfolipídios (cabeça): dividida em radical, fosfato e glicerol. O radical é o que diferencia os fosfolipídios, já que muda a estrutura. • Porção apolar dos fosfolipídios (caudas): formada de hidrocarbonetos com ligações duplas. A posição das duplas ligações e a quantidade de carbonos diferencia os fosfolipídios. • A cauda de hidrocarbonetos é composta de ácidos graxos. • O comprimento da cauda e a quantidade de ligações duplas influencia na fluidez da membrana (se a cadeia de hidrocarbonetos for curta, reduz a tendência de interagirem umas com as outras). • A fluidez da bicamada lipídica depende de sua composição e de sua temperatura (torna-se mais fluida em baixas temperaturas). Monitoria de Bio Cel | Saile Silveira Dias *a bicamada lipídica de muitas membranas também possui colesterol. A membrana plasmática eucariótica contém grandes quantidades de colesterol. Movimentos do fosfolipídio: Difusão lateral: se movem lateralmente. Rotação: rotacionam sobre seus próprios eixos. Flexão: movimento nas caudas dos ácidos graxos. Flip-flop: os fosfolipídios podem passar de uma das metades da bicamada de membrana para a outra. Colesterol: -Modula as propriedades da bicamada lipídica (reduz a permeabilidade da bicamada lipídica). -O colesterol aumenta o empacotamento dos lipídeos na bicamada. -Impede que as cadeias de hidrocarbonetos agrupem-se e cristalizem. -Como colesterol chega: alimentação/fígado produz. -Para onde colesterol vai: estrutura das membranas/composição de hormônios. -Ajuda a minimizar os efeitos da temperatura na fluidez da membrana. Glicolipídeos (moléculas de lipídios com açúcar): -São encontrados na superfície de todas as membranas plasmáticas. -Protegem a membrana (como do baixo pH e da presença de enzimas degradantes). Monitoria de Bio Cel | Saile Silveira Dias -Sua presença altera o campo elétrico e a concentração de íons na superfície da membrana. Ômegas: -ômega 3 é anti-inflamatório -ômega 6 é pró-inflamatório e é causa direta de doenças cardíacas quando ingerido em altas quantidades. O que diferencia os dois é a posição da dupla ligação na estrutura. No ômega 6 a dupla ligação fica no sexto carbono, no ômega 3 fica no terceiro carbono. 1. Entender como a alimentação afeta a composição da membrana; -funções da membrana podem deixar de ocorrer pela falta de lipídios e proteínas (adquiridos pela alimentação). 2. Entender o papel do colesterol na membrana; -reduz a permeabilidade da bicamada lipídica, aumenta o empacotamento dos lipídios na bicamada, impede que os hidrocarbonetos cristalizem. Monitoria de Bio Cel | Saile Silveira Dias Proteínas de membrana: • Desempenham a maior parte das funções específicas de membrana. • Quantidades e tipos são variáveis (depende da demanda). • A quantidade de lipídios é sempre maior que a quantidade de proteínas. • Proteínas periféricas: se aderem parcialmente a membrana, com ajuda de lipídios e carboidratos. Ficam na periferia ou fora da membrana celular, ligadas em outras proteínas de membrana. • Proteínas integrais: atravessam a membrana e chegam no centro dela. Podem ser uni (atravessam 1 vez) ou multi (atravessa várias vezes). • O modo como as proteínas de membrana se associam na bicamada lipídica influencia na função dessa proteína. • As pontes de dissulfeto dão o formato da proteína. As ligações dissulfeto aumentam a estabilidade e mantém a estrutura da proteína. Carboidrato: • A camada de carboidratos existente na superfície celular atua na proteção, reconhecimento (permite que as células reconheçam umas às outras) e aumenta a capacidade de adesão da célula. • Ficam juntos de proteínas e lipídios no lado extracelular da membrana. • A característica de permitir o reconhecimento entre células é importante para o sistema imunológico, já que permite que as células imunes diferenciem as células/tecidos estranhos, que devem ser atacados, das células do organismo. Monitoria de Bio Cel | Saile Silveira Dias • Essa camada tem importante papel antitumoral. TRANSPORTE DE MEMBRANA• A bicamada lipídica das membranas serve como barreira para a maioria das moléculas polares (natureza apolar atravessa a membrana mais facilmente). • Quanto menores e mais apolares as moléculas são, mais rapidamente vão atravessar a bicamada lipídica. Moléculas pequenas e apolares como O2 e CO2 passam facilmente. Íons não conseguem passar pela bicamada, precisam de uma proteína transportadora. • Moléculas polares como açúcares, aminoácidos, nucleotídeos e metabólitos celulares atravessam com dificuldade a bicamada, precisando de proteínas de transporte. A Via Glut é uma proteína que atua no transporte da glicose. • Proteínas transportadoras/carreadoras: ligam o soluto e sofrem mudanças para transferir esse soluto pela bicamada. • Proteínas de canal: interagem mais fracamente com o soluto. Formam poros que permitem a passagem de solutos específicos. É mais rápido. • Transporte passivo: ocorre espontaneamente e a favor do gradiente, por difusão simples através da bicamada ou por difusão facilitada por meio de canais e transportadores. • Transporte ativo: gasta energia e sempre é mediado por transportadores, ocorrendo contra o gradiente. Os transportadores comportam-se como enzimas (catalisadores que aceleram reações químicas). *o transporte de pequenas moléculas mediado por transportadores pode ser ativo ou passivo, mas o transporte por proteínas de canal é sempre passivo. *tipos de transporte ativo: 1-transporte acoplado: transportadores acoplados fazem o transporte de um soluto contra o gradiente junto de um soluto a favor do gradiente. 2-bombas de ATP (energia): gasto de atp para transportar contra o gradiente. *tipos de proteínas transportadoras: Monitoria de Bio Cel | Saile Silveira Dias 1-uniporte: transportam um único soluto de um lado ao outro da membrana. 2-simporte: transferência simultânea de um segundo soluto na mesma direção. 2-antiporte: transferência de um segundo soluto na direção oposta. Um soluto pode usar a energia armazenada por outro soluto como fonte de energia para entra na célula. (glicose usa a energia do sódio, então se a concentração de sódio diminui o transporte de soluto também diminui). Monitoria de Bio Cel | Saile Silveira Dias *tipos de bombas de ATP: -bomba do tipo P: relacionadas a proteínas de múltiplas passagens e se autofosforilam. A bomba de sódio e potássio entra nessa classificação. A bomba de sódio e potássio estabelece o gradiente de sódio na membrana e mantém as diferenças de concentração entre sódio e potássio, jogando sódio pra fora da célula e potássio para dentro. Um terço da energia da célula é gasto por essa bomba. -bomba do tipo F -transportadores ABC: bombeiam moléculas pequenas. É uma proteína resistente a drogas (MDR), torna as células cancerígenas resistentes a fármacos, jogando o remédio para fora da célula, tornando o tratamento do câncer muito mais difícil. ENDOMEMBRANAS • A célula eucariótica é subdividida de forma elaborada em compartimentos (organelas) com funções diferentes e são envoltos por membranas. • As proteínas dão as características estruturais e as funções de cada compartimento. • As proteínas possuem marcadores (sequência sinal) que determinam para onde vão. • Movimentos de proteínas entre compartimentos: transporte transmembrana (proteínas translocadoras transportam proteínas específicas), transporte vesicular (intermediários transportam a proteína), transporte mediado (proteínas se movimentam entre o citosol e o núcleo por meio dos poros). Sequência sinal: é o que direciona as proteínas para onde devem ir. Cada sequência sinal tem um destino específico. Essas sequências podem ser extensões de aminoácidos, sendo então uma parte da proteína. Elas são reconhecidas por receptores de endereçamento, que levam as proteínas até o destino. SÍNTESE DE PROTEÍNA: 1-interação das subunidades de ribossomos que possuem RNAm. 2-os ribossomos iniciam a síntese de proteínas. Monitoria de Bio Cel | Saile Silveira Dias 3-a partícula de reconhecimento sinal reconhece a sequência sinal e carreia o complexo (ribossomos + peptídeo Sinal) para membrana do retículo endoplasmático. 4-os receptores PRS e os ribossomos se acoplam. 5-a proteína é sintetizada no lúmen do retículo endoplasmático. • A proteína, depois de ser sintetizada, deve encontrar se caminho a partir de um ribossomo que fica no citosol até a organela onde vai exercer sua função. *principais compartimentos intracelulares -Retículo Endoplasmático: Tem enzimas que destoxificam substâncias e compostos que o corpo produz. Faz síntese de lipídios e proteínas. Única organela com ribossomos aderidos. Produz a maior parte dos lipídios. Reserva de íons de cálcio. Produz proteínas transmembrana e lipídios para a maioria das organelas. A liberação e captação de íon cálcio pelo retículo fazem a contração e relaxamento em cada movimento da contração muscular. Monitoria de Bio Cel | Saile Silveira Dias Glicosilação de proteínas (o oligossacarídeo precursor vai para a asparagina e é catalisado por uma enzima, então uma cópia de enzima se associa com cada proteína translocadora na membrana). -Peroxissomos: Realizam desintoxicação celular, já que catalisam o peróxido de hidrogênio (que é fonte de radicais livres). -Complexo de Golgi: Recebe e envia lipídios e proteínas que vem do retículo endoplasmático rugoso. Formação do autolisossoma que realiza autofagia. O tempo em jejum ou restrição calórica é o que “ativará” os lisossomos para que degradem as proteínas velhas e partes celulares. Esse tempo se inicia em 12 horas. Os lisossomos vão degradar proteínas envelhecidas ou danificadas (oxidadas) ocasionando o reparo genético. DEGRADAÇÃO DE PROTEÍNAS: proteínas que foram mal-enoveladas são levadas pela ubiquitina aos proteossomos, onde serão degradadas. *xenofagia=destruição de vírus *dormir=neutraliza patologias *peroxissomos=desintoxicação celular *reduzir reativos de oxigênio para preservar metabolismo *urina com espuma=excesso de proteína. *ubiquitina está envolvida no processo de descarte de proteínas inúteis e hsp70 no dobramento de proteínas. Monitoria de Bio Cel | Saile Silveira Dias MITOCÔNDRIAS • A memória tem relação com a “qualidade” da mitocôndria. • Na mitocôndria, o metabolismo dos açúcares é completo: o piruvato vai para a mitocôndria e é oxidado por O2 e vira CO2 e H2O. Isso permite a produção uma quantidade maior de ATP. • NADH é uma molécula carreadora de elétrons. • Em uma célula normal, a mitocôndria converte glicose em ATP (energia). Geração de energia na mitocôndria: O piruvato e os ácidos graxos entram na mitocôndria e são convertidos em acetil-CoA. A acetil-CoA é metabolizada pelo ciclo do ácido cítrico, que reduz NAD em NADH (e FAD em FADH2). No processo de fosforilação oxidativa, os elétrons de alta energia do NADH (e do FADH2) são transferidos ao longo da cadeia transportadora de elétrons da membrana interna para o oxigênio (O2). Esse transporte de elétrons gera um gradiente de prótons através da membrana, que é utilizado para direcionar a produção de ATP pela ATP-sintase. O NADH gerado pela glicólise no citosol também transfere elétrons para a cadeia respiratória (não-representada). Uma vez que o NADH não pode passar através da membrana mitocondrial interna, a transferência de elétrons do NADH citosólico deve estar acoplada indiretamente por meio de um dos vários sistemas “carreadores” que transportam outro composto reduzido para dentro da mitocôndria; depois de ser oxidado, este composto é devolvido ao citosol, onde é reduzido novamente pelo NADH. Fosforilação oxidativa: Quando os prótons fluem pela ATP sintase, eles a fazem girar, e seu movimento catalisa a conversão de ADP em ATP. Estatinas e coenzimaQ-10: Estatinas são medicamentos usados pra diminuir o nível de colesterol no sangue. A coenzima Q-10 diminui os efeitos colaterais das estatinas (dor, desgaste, câimbra, fraqueza muscular). Monitoria de Bio Cel | Saile Silveira Dias Essa coenzima (ubiquinona) existe no organismo mas pode ser obtida na alimentação e por suplementação. Tem efeito antioxidante, fornece energia, reestruturação muscular e prevenção cardiovascular. PAPEL DA MITOCÔNDRIA NO AGRAVAMENTO DE DOENÇAS: a mitocôndria é importante na produção de energia, e quando ocorre alguma mutação que impede essa função dela, o órgão fica com pouca energia e isso se torna um agravante da doença com o passar do tempo. Em indivíduos sedentários, não existe o estímulo à biogênese mitocondrial, elevando os níveis de reativos de oxigênio, responsáveis pela oxidação de estruturas celulares, causando o envelhecimento das células e desenvolvimento de doenças. MITOCÔNDRIAS NO ENVELHECIMENTO E NA INFLAMAÇÃO: baixa taxa de mitogênese mitocondrial reduz a produção de ATP e acelera o envelhecimento da célula, assim como gera reativos de oxigênio. COMO A ALIMENTAÇÃO PODE ALTERAR A ORGANIZAÇÃO QUÍMICA DA CÉLULA: a alimentação saudável estimula a biogênese mitocondrial, responsável por produzir novas células ou melhoras a qualidade das já existentes. *exercícios físicos e boa alimentação estimulam a biogênese mitocondrial *vitamina C não funciona quando tem açúcar no sangue *para aumentar cognição e memória, deve-se estimular a mitogênese mitocondrial *mitocôndrias estão relacionadas com longevidade *cortar o fluxo de açúcar na célula=cortar suprimento de energia da célula tumoral Monitoria de Bio Cel | Saile Silveira Dias BIOLOGIA INTEGRATIVA ATIVIDADE ANTITUMORAL E ANTI-INFLAMATÓRIA DA VITAMINA D Fontes de vitamina D: alimentação (vitamina D3 vem de animais, vitamina D2 vem de plantas) ou pela conversão de 7-dehidrocolesterol, que funciona como precursor de colesterol na pele e é convertido fotoquimicamente em vitamina D3 na pele, sendo pró vitamina D3. O 7-dehidrocolesterol (pró-vitamina D), por meio da exposição ao sol, se transforma em colecalciferol na pele, um pré vitamina D. Esse colecalciferol é transportado ao fígado, onde sofre ação de uma hidroxilase (25-hidroxilase), que coloca uma hidroxila (OH) na molécula para que ela possa interagir de maneira adequada com os receptores. Essa molécula com hidroxila vai para os rins e sofre ação de outra hidroxilase, que adiciona outra hidroxila na molécula, formando 1,25(OH)2D3-forma ativa da vitamina D (calcitriol), estimulando a absorção de cálcio pelo organismo. Quando essa molécula chega ao rim ela pode se transformar na forma ativa ou na forma inativa desse hormônio. CALCITRIOL (vitamina D na forma ativa) Ação antitumoral: 1) O calcitriol é a forma ativa da vitamina D e pode inibir a enzima (COX-2) que induz a propagação da atividade tumoral. A enzima COX-2 (ciclo oxigenase 2) é uma prostaglandina responsável pela inflamação que induz a PGE2 que se comunica com os receptores PG das células e induz a proliferação celular, metástase (crescimento e espalhamento do câncer) e a angiogênese (formação de vasos sanguíneos para continuar aumentando o tumor, já que esses vasos nutrem as células tumorais). O VEGF (fator de crescimento do endotélio vascular) é uma proteína sinalizadora envolvida na angiogênese; a presença dessa proteína no adulto significa formação de novos vasos para alimentar o tumor. Anticorpo que mata essa proteína=estratégia antitumoral. 2) O calcitriol estimula a enzima 15-PGDH, que aumenta a degradação de prostaglandinas (PG). 3) O calcitriol inibe os receptores de prostaglandina. 4) O calcitriol inibe a enzima aromatase (enzima que converte a testosterona em estrogênio), que em níveis altos aumenta o risco de certos tipos de câncer, como câncer de próstata e de mama. Monitoria de Bio Cel | Saile Silveira Dias 5) O calcitriol inibe o receptor de estrogênio (quando os hormônios se ligam nesses receptores, alimentam o crescimento do câncer). -Vitamina D3 dura mais tempo no organismo do que a vitamina D2 (plantas) -A vitamina D3 natural dura mais tempo no organismo do que a sintética -Relação entre vitamina D e depressão Ação anti-inflamatória: O calcitriol suprime o fator NF-Kb (transcreve genes inflamatórios) Se esse gene é ativado ele vai para o núcleo da célula e estimula o processo de citocinas pró-inflamatórias. A alta taxa de secreção dessas citocinas pró-inflamatórias e de PGE2 (tipo de prostaglandina) contribuem para a inflamação sistêmica. *No processo de inflamação crônica (como em pacientes com câncer) o fator NF-Kb está super estimulado, atuando na inflamação do tecido adiposo. Importante: 1 Entender como a vitamina D pode ser produzida; 2 Entender o porquê do papel antitumoral; 3 Entender como ocorre a atividade anti-inflamatória da vitamina D; ATIVIDADE ANTIOXIDANTE DA MELATONINA A glândula pineal é um importante sítio de produção de melatonina durante o período noturno (por isso a importância do ciclo circadiano bem regulado), além do intestino e da microbiota. Os níveis de serotonina na glândula pineal são elevados durante o dia e caem no início da noite, que é quando esse hormônio é convertido em melatonina. Conversão de serotonina em melatonina: na glândula pineal, a serotonina se junta com a enzima N-acetil-transferase que converte a serotonina em N-acetilserotonina e a 5- hidroxi-indol-O-metil-transferase, formando a N-acetil-5-metoxitriptamina (melatonina). As mitocôndrias possuem receptores de melatonina e são os maiores produtores de reativos de oxigênio celular. Os reativos de oxigênio afetam lipídios, proteínas e DNA (causa destruição/morte/envelhecimento). Monitoria de Bio Cel | Saile Silveira Dias -A melatonina protege proteínas, lipídios e DNA de danos oxidativos, neutraliza reativos de oxigênio, aumenta a atividade enzimática antioxidante e neutraliza metais em transição (induzem a produção de reativos de oxigênio). A melatonina natural é mais hábil que a sintética na realização desses processos. Funções da melatonina como antioxidante: eliminação de radicais livres, estimulação de enzimas antioxidantes, aumento na eficiência da fosforilação oxidativa (conversão de energia em ATP) e redução da perda de elétrons (isso reduz a produção de radicais livres). MELATONINA E ESTRESSE OXIDATIVO A melatonina tem papel importante na redução do estresse oxidativo*, um dos principais fatores para o desenvolvimento de doenças neurodegenerativas. A formação e liberação de radicais livres junto do baixo potencial oxidativo são as principais razões para o desenvolvimento do estresse oxidativo. A melatonina além de sequestrar radicais livres também aumenta o potencial antioxidativo da célula, aumentando a expressão de ezimas antioxidativas. Como a melatonina reduz o estresse oxidativo, que é causa de doenças neurodegenerativas, isso explica a maior incidência dessas doenças em idosos (que possuem menos melatonina por conta da calcificação da glândula pineal). *Estresse oxidativo=desequilíbrio entre os mecanismos pró e antioxidantes. -A serotonina estimula a produção e a secreção de melatonina -Disbiose (desequilíbrio de bactérias na microbiota intestinal)= não produz melatonina -A maior produção de melatonina é na infância, diminuindo durante a vida e tendo menor quantidade na senilidade, por conta da calcificação da glândula pineal. -A produção de melatonina é suprimida pela interrupção do escuro pela luz artificial. -Relação entre déficit de melatonina e distúrbios metabólicos (resistência à insulina, intolerância à glicose, distúrbios na secreção de insulina, obesidade). -Relação entre alteração do ciclo circadiano e obesidade. -Melatonina regulaa secreção hormonal de insulina, glucagon e cortisol. -Estresse oxidativo e disfunção mitocondrial são causas de doenças neurodegenerativas. Monitoria de Bio Cel | Saile Silveira Dias COMO O ESTRESSE AFETA A BIOLOGIA DAS CÉLULAS O estresse aumenta o nível de cortisol e de reativos de oxigênio. Esses reativos atuam na oxidação de lipídios, proteínas e do DNA (causando envelhecimento celular e sendo causa de doenças) associado à inflamação provocada pelo aumento do fator NF-Kb, resultando na diminuição dos telômeros (extremidades dos cromossomos). Em cada etapa da divisão celular, a região dos telômeros fica mais curta, e o envelhecimento acelera esse relógio biológico. O tamanho dos telômeros se relaciona inversamente com o envelhecimento cronológico. EFEITOS DO CAMPO ELETRÔNICO NA DEFESA ANTIOXIDANTE DE NEURÔNIOS -Aumento dos reativos de oxigênio (degradam proteínas, lipídios e DNA) e degradação neuronal. -Risco aumentado para o aparecimento de doenças neurodegenerativas como Alzheimer, Parkinson e esclerose amiotrófica lateral. ATIVIDADE MITOCONDRIAL NA ATIVIDADE FÍSICA E NO SEDENTARISMO A atividade física estimula a biogênese mitocondrial, como um processo adaptativo do corpo ao exercício com o aumento do número de mitocôndrias, para aumentar a eficiência de produção de energia para os músculos. Durante o exercício físico, o corpo produz PGC-1alfa, responsável por ativar genes que participam do metabolismo energético, biogênese mitocondrial, energia celular. O aumento da PGC-1alfa aumenta a produção das proteínas NUGEMPS, que são fragmentos da cadeia transportadora de elétrons, responsáveis por codificar proteínas mitocondriais. O sedentarismo estimula mitofagia (destruição das mitocôndrias). NOCICEPTORES Estímulo nociceptivo=estímulo capaz de ativar vias específicas de dor. Receptores de danos. São neurônios presentes em todo o corpo que enviam sinais causando a percepção da dor. Opioides são medicamentos que atuam nesses receptores de danos no sistema nervoso central, aumentando a tolerância à dor (analgésicos - dipirona, paracetamol, etc). Monitoria de Bio Cel | Saile Silveira Dias SONO A privação do sono pode: -Dificultar a regulação da inflamação; -Aumenta a produção de reativos de oxigênio; -Aumenta a produção de citocinas pró-inflamatórias; -Induz o aumento de cortisol; -Aumenta a pré disposição a diabetes. Seite 1 Seite 2 Seite 3 Seite 4 Seite 5 Seite 6 Seite 7 Seite 8 Seite 9 Seite 10 Seite 11 Seite 12 Seite 13 Seite 14 Seite 15 Seite 16 Seite 17 Seite 18 Seite 19 Seite 20 Seite 21 Seite 22 Seite 23 Seite 24 Seite 25 Seite 26 Seite 27 Seite 28 Seite 29 Seite 30
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