Sinalização Celular

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SINALIZAÇÃO 
CELULAR 
 Princípios gerais da comunicação celular 
 As principais famílias de receptores de superfície celular 
 As vias de sinalização ativas pelos receptores de superfície 
COMO A CÉLULA RESPONDE AO AMBIENTE? 
 Fisiologia (AUDIÇÃO) 
 Crescimento (Do embrião ao adulto); 
 Diferenciação celular (Diferentes tecidos de organismo 
multicelulares); 
 Dividir-se (reparar o tecido danificado); 
 Posicionamento (embriões); 
 Viver (responder as diferentes condições ambientais); 
 Morrer (falta de sinais). 
SINAIS AMBIENTAIS: INDUZEM E 
COORDENAM O COMPORTAMENTO CELULAR 
TRANSDUÇÃO DE SINAL 
→ célula sinalizadora ou fonte indutora – emitir o sinal 
 - Molécula sinalizadora (Ligante) 
→ célula-alvo – recebe e interpreta o sinal 
 - Receptor proteico na membrana 
 - Conversão em sinal intracelular 
 - Responder ao sinal (alteração do comportamento celular) 
Sistema de comunicação celular 
LIGANTES (SINAL) RECEPTORES 
CARACTERÍSTICAS DA MOLÉCULA RECEPTORA 
 
-Reconhece especificamente o ligante; 
 
- Desencadeia uma resposta celular quando unida ao 
ligante; 
 
- Sem receptor a célula é insensível ao sinal; 
 
- Conjunto limitado de receptores dentre milhares 
possíveis, restringe a gamas de sinais que afetam a 
célula. 
Etapas da Sinalização 
Resposta 
celular 
1) Síntese e liberação 
da molécula sinalizadora 
pela célula sinalizadora. 
2) Transporte 
da molécula 
sinalizadora até 
a célula alvo. 
3) Detecção do sinal pela 
célula alvo através de um 
receptor específico. 
4) Modificação do metabolismo, da função 
ou do desenvolvimento celular acionada 
pelo complexo sinal-receptor. 
Sinais extracelulares 
Tipos de substâncias que induzem 
alteração da atividade celular 
• 1. Hormônios 
• 2. Fatores de crescimento 
• 3. Citocinas 
• 4. Neurotransmissores 
• 5. Toxinas 
Formas de Sinalização Celular 
• Endócrina 
TABELA 16-1 – EXEMPLOS DE MOLÉCULAS SINAIS 
MOLÉCULA SINAL 
SÍTIO DE 
ORIGEM 
NATUREZA QUÍMICA AÇÃO 
HORMÔNIO (SINALIZAÇÃO A LONGA DISTÂNCIA) 
Adrenalina (epinefrina) 
Glândula 
adrenal 
Derivado do aminoácido 
tirosina 
Aumenta a pressão sanguínea, 
batimento cardíaco e metabolismo 
Cortisol 
Glândula 
adrenal 
Esteróide derivado do 
colesterol 
Afeta o metabolismo de proteínas, 
carboidratos e lipídios em muitos 
tecidos 
Estradiol Ovário 
Esteróide derivado do 
colesterol 
Induz e mantém caracteres sexuais 
secundários femininos 
Glucagon 
Células  do 
pâncreas 
Peptídeos Estimula a síntese de glicose, 
quebra de glicogênio e lipídios, por 
exemplo em células hepáticas e 
adipócitos 
Insulina 
Células  do 
pâncreas 
 
Proteína Estimula a captação de glicose, 
síntese de proteínas e lipídios, por 
exemplo nas células hepáticas 
Testosterona Testículos 
Esteróide derivado do 
colesterol 
Induz e mantém caracteres sexuais 
secundários masculinos 
Hormônio tireoidiano 
(Tiroxina) 
Glândula 
tireóide 
Derivado do aminoácido 
tirosina 
Estimula o metabolismo na maioria 
dos tipos de células. 
Formas de Sinalização Celular 
• Neuronal 
 A sinalização sináptica é mais rápida do que a endócrina. 
 Os neurotransmissores têm baixa afinidade para os 
receptores, mas a concentração na fenda sináptica é alta (ex 
acetilcolina). Os hormônios são diluídos no fluido extracelular 
• Parácrina 
Formas de Sinalização Celular 
TABELA 16-1 – EXEMPLOS DE MOLÉCULAS SINAIS – Mediador local 
MOLÉCULA SINAL 
SÍTIO DE 
ORIGEM 
NATUREZA QUÍMICA AÇÃO 
Fator de crescimento 
epidermal (EGF) 
Várias 
células 
Proteína Estimula procliferação de células 
epidérmicas e muitos outros tipos 
Fator de Crescimento 
plaquetário (PDGF) 
Várias 
células 
incluindo as 
plaquetas 
Proteína Estimula a proliferação de muitos 
tipos de célula 
Fator de crescimento 
neuronal 
Vários tecido 
inervados 
Proteína Promove sobrevivência de certas 
classes de neurônios; promove 
crescimento de seus axônios 
Histamina Mastócitos Derivado do aminoácido 
histidina 
Causa dilatação e permeabilização 
do vaso sanguíneo, ajudando a 
causar inflamação 
Óxido Nítrico Células 
nervosas, 
células 
endoteliais 
 
Gás Causa relaxamento muscular e 
regula a atividade da célula 
nervosa 
Acetilcolina 
(neurotransmissor) 
Terminais 
nervosos 
Derivado de colina Neurotransmissor excitatório em 
muitas sinapses mussculares e no 
sistema nervosos central 
Ácido -aminobutírico 
(GABA) 
Terminais 
nervosos 
Derivado do aminoácido 
ácido glutâmico 
Neurotransmissor inibitório do 
sistema nervosos central 
• Autócrina 
Formas de Sinalização Celular 
• Dependente de Contato 
Formas de Sinalização Celular 
TABELA 16-1 – EXEMPLOS DE MOLÉCULAS SINAIS – Molécula sinal dependente de contato 
MOLÉCULA 
SINAL 
SÍTIO DE ORIGEM 
NATUREZA 
QUÍMICA 
AÇÃO 
Dela Neurónios potencial; vários outros 
tipos celulares embrionários 
Proteína 
transmembrana 
Impede células vizinhas de se tornarem 
especializadas como a célula sinalizadora 
Molécula sinalizadora – respostas distintas em diferentes células 
COMPORTAMENTO CELULAR 
DEPENDE DE MÚLTIPLOS SINAIS 
A combinação de 
diferentes sinais 
provoca diferentes 
respostas 
ATENÇÃO!!! 
CASCATA DE SINALIZAÇÃO INTRACELULAR 
(PROPAGAÇÃO) 
sinal 
receptor 
PROPAGAÇÃO 
AMPLIFICAÇÃO 
DIVERGÊNCIA PARA 
ALVOS MÚLTIPLOS 
MODULAÇÃO 
POR OUTROS 
FATORES 
MUDANÇAS NO 
CITOSQUELETO 
REGULAÇÃO 
DA ROTA 
METABÓLICA 
REGULAÇÃO DA 
EXPRESSÃO 
GÊNICA 
(1) 
(2) 
(3) 
(4) 
• Transfere fisicamente o sinal 
• Transforma o sinal 
• Amplifica o sinal 
• Distribui o sinal 
• Modula ou regula a transmissão do 
sinal 
1. Recepção e reconhecimento do sinal; 
2. Geração do sinal intracelular; 
3. Amplificação por moléculas 
sinalizadoras intracelulares; 
4. Resposta celular. 
A velocidade e intensidade da resposta 
depende de vários fatores 
 Reconhece especificamente o ligante; 
 Desencadeia uma resposta celular 
quando unida ao ligante; 
 Sem receptor a célula é insensível ao 
sinal; 
 Conjunto limitado de receptores 
dentre milhares possíveis, restringe a 
gamas de sinais que afetam a célula 
LIGANTES 
(SINAL) 
RECEPTORES 
MOLÉCULA RECEPTORA 
Receptores 
• Intracelulares 
Receptores 
cortisol 
membrana plasmática 
receptor proteico 
intracelular 
mudança conformacional 
ativa o receptor proteico 
Complexo receptor-esteróide 
ativado move-se ao núcleo 
Complexo receptor-esteróide 
ativado liga-se à região 
regulatória do gene alvo e 
ativa a transcrição 
TRANSCRIÇÃO 
CITOSOL 
NÚCLEO 
Gene-alvo ativado 
RECEPTORES 
INTRACELULARES 
Óxido Nítrico (NO) 
 O NO age localmente, tem vida curta (5 a 10 seg) 
 Enzima alvo guanilato -ciclase (GMP-cíclico) 
Guanilil-ciclase atua como um 
receptor e proteína sinalizadora 
intracelular para o NO 
Receptores 
• Superfície celular 
(ESTADO ATIVADO – LIGADO X ESTADO INATIVADO – DESLIGADO) 
PROTEÍNAS SINALIZADORAS INTRACELULARES AGEM 
COMO INTERUPTORES MOLECULARES 
• Associados a canais iônicos – Ativam o fluxo de 
íons, efeito elétrico 
 
• Associados a Proteína G – Ativação da proteína 
G e início de uma cascata de sinalização. 
 
• Associados a enzimas – desencadeia uma 
atividade enzimática com liberação de moléculas 
no citosol 
Os receptores de membrana diferem quanto 
a natureza do sinal intracelular que geram. 
proteína
G proteína G ativada 
enzima 
Enzima ativada 
Associadas a canais iônicos 
RECEPTORES DE SUPERFÍCIE CELULAR 
Associados a enzimas 
Associados à proteína G 
Algumas substâncias estranhas que agem 
sobre receptores de superfície celular 
TABELA 16-2 
Substância Molécula-sinal Ação sobre o receptor efeito 
Valium 
Barbitúricos 
GABA 
Estimula receptores associados a 
canais iónicos ativados por GABA 
Alívio de ansiedade; sedação 
Nicotina Acetilcolina 
Estimula receptores associados a 
canais iónicos ativados por acetil 
colina 
Constrição dos vasos 
sanguineos; elevação da pressão 
sanguinea 
Morfina 
Heroína 
Endorfinas 
Encefalinas 
Estimula receptores opiáceos 
associados à proteína G 
Analgesia; euforia 
Curare Acetilcolina 
Bloqueia os receptores 
associados a canais iônicos 
ativados por acetilcolina 
Bloqueio da trnsmissão 
neuromuscular, resultando em 
paralisia 
Estricnina 
Glicina 
 
Bloqueia os receptores 
associados a canais iônicos 
ativados por glicina 
Bloqueio das sinapses inibitórias 
na medula espinal e no cérebro, 
resultando em espasmos 
musculares e ataques 
Receptor associados à Proteína G 
Inativação da 
Proteína G 
Proteína G: atividade do complexo βγ 
Proteína Gs (estimulatótia) 
Receptor ativado 
Proteína G ativada 
Adenilato ciclase 
AMPc 
Abre Canais de Cl- e Na+ 
Inativação da Proteína G 
Fecha canais 
toxina do cólera, causa 
efluxo de Cl-, Na+ e água 
diarréia e desidratação 
catastrófica, podendo 
levar a morte. 
Ex: De falta de inativação 
da proteína G: 
Adenilato ciclase 
Mensageiro secundário 
AMP- cíclico (cAMP) 
Molécula 
sinalizadora 
extracelular 
Tecido-alvo Resposta principal 
Adrenalina Cardíaco 
Aumento da taxa e 
força de contração 
Adrenalina Muscular 
Degradação de 
glicogênio 
Adrenalina, 
glucagon, 
Adiposo 
Degradação de 
gordura 
Algumas respostas celulares mediadas por 
AMP cíclico, induzidas por hormônios 
PKA 
Proteína cinase 
dependente de cAMP 
ATIVAÇÃO DA 
TRANSCRIÇÃO GÊNICA 
POR UM AUMENTO DE 
cAMP 
ROTA DO FOSFOLIPÍDIO DE INOSITOL 
1. Ligando liga-se ao receptor 
2. Proteína G ativa 
3. Ativação da fosfolipase C 
4. IP3 – abre canais de Ca+ no RE 
5. Ca+ juntamente com DAG ativa a cinase C (PKC) 
6. Cinase C fosforila diversas proteínas intracelulares 
PROTEÍNAS DEPENDENTES DE CÁLCIO 
CALMODULINA 
Proteínas-cinase dependentes de 
cálcio/calmodulina 
RECEPTORES ASSOCIADOS A ENZIMAS 
Ativação de um receptor tirosina-cinase resulta na formação 
de um complexo sinalizador intracelular 
• Respondem a fatores de crescimento (mediador local) 
• Regulam: Crescimento, proliferação, diferenciação e 
sobrevivência celular em tecidos animais 
• Uma das proteínas ativadas ativadas por estes 
receptores são as Ras (GTPase monoméricas) 
ATIVAÇÃO DE Ras 
ATIVAÇÃO DE Ras 
CRESCIMENTO CELULAR 
VIA Akt 
Forma hiperativa de Ras está associada 
ao desenvolvimento de cancer 
Sinalização via JAK-STAT 
Sinalização dependente de contato 
QUATRO ROTAS DE SINALIZAÇÃO INTRACELULARES PARALELAS E SUAS 
CONEXÕES 
AMPLIFICAÇÃO DO SINAL 
ENZIMAS AMPLIFICADORAS 
SEGUNDO MENSAGEIRO 
LIGAÇÃO DE MOLÉCULAS SINALIZADORAS À 
RECEPTORES 
Moléculas sinalizadoras: 
- Grandes 
- Muito hidrofílicas 
NÃO ATRAVESSAM A MP 
Ex: Insulina 
- Pequenas 
- Muito hidrofóbicas 
DIFUNDEM ATRAVÉS DA MP 
EX: hormônios esteróides, cortisol, 
testosterona e estradiol