COMUNICAÇÕES CELULARES POR MEIO DE SINAIS QUIMICOS

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COMUNICAÇÕES CELULARES POR MEIO DE SINAIS QUIMICOS
Nos organismos multicelulares, a troca de informações por meio de moléculas, que são sinais ou mensageiros químicos, começa na vida embrionária e constitui, durante toda a vida, o principal meio de comunicação entre as células. Esses sinais são importantes para que tecidos, órgão se formem de modo ordenado. Praticamente, todas as funções celulares e teciduais são reguladas por sinais químicos.
Este sistema de comunicação atua por meio de moléculas sinalizadoras ou ligantes que se prendem a locais especifico das moléculas receptoras ou receptores. Existe três tipos de comunicação:
Pela secreção de hormônios secretados pelas glândulas endócrinas, atuando nas células alvo.
Pela secreção de moléculas que atuam nas células adjacentes, sendo retidas pela matriz extracelular no local de produção ou então inativadas logo após exercerem suas funções. Chama-se comunicação parácrina, os sinais químicos atuam nas proximidades do local onde foram secretados. Atingem as células que estão próximas e as células que originaram o sinal químico.
Pela secreção de moléculas chamadas neurotransmissores. Essa secreção tem lugar nas sinapses.
Além dos processos mencionados que envolvem ligantes e receptores, algumas células se comunicam diretamente por meio de moléculas que passam por canais existentes entre células contiguas. Esses canais são constituídos por moléculas proteicas das membranas de duas células em regiões chamadas junções comunicantes ou gap comunicantes.
A RESPOSTA A UM SINAL QUIMICO PODE VARIAR CONFORME AS CARACTERISTICAS DO RECEPTOR
Por exemplo a acetilcolina que estimula a contração dos músculos esqueléticos, mas diminui o ritmo e forca das contrações do miocárdio. As respostas dependem da maquinaria molecular intracelular a qual os receptores estão ligados.
OS HORMÔNIOS GERALMENTE SÃO PRODUZIDOS PELAS GLÂNDULAS ENDÓCRINAS
As células produtoras de hormônios geralmente constituem órgãos especializados, glândulas endócrinas. A comunicação é lenta pois os hormônios levam algum tempo para se distribuírem pelo corpo, carregados pela corrente sanguínea. Depois de deixarem os capilares, por difusão, os hormônios são captados pelas células que contém receptores específicos.
AS CÉLULAS NEUROENDÓCRINAS DO HIPOTÁLAMO SÃO IMPORTANTES PARA COORDENAÇÃO DO SISTEMA ENDÓCRINO
Existe uma ligação dos sistemas nervoso e endócrino em uma região do cérebro chamada hipotálamo. O hipotálamo se comunica com a hipófise pelo pedículo hipofisário. Esse pedículo é formado por vasos sanguíneos e numerosas extensões (axônios) de células nervosas (neurônios) localizadas no hipotálamo. Células neuroendócrinas do hipotálamo respondem a estímulos recebidos de outras células nervosas, secretando hormônios que são liberados no pedículo hipofisário, penetram nos numerosos capilares sanguíneos la existentes e estimulam ou inibem a atividade secretora das células da parte anterior da hipófise. Outros axônios também originados de células neurossecretoras do hipotálamo, são mais longos e constituíram a neurohipófise. Esses axônios conduzem e liberam, na neurohipofise os hormônios ADH e ocitocina.
ALGUMAS RESPOSTAS A HORMÔNIOS SÃO IMEDIATAS; PORÉM DURAM POUCO
EX: O aumento de concentração de glicose no sangue estimula as células B do pâncreas endócrino a secretarem insulina. Em poucos minutos, a insulina se distribui pelo corpo, estimulando a captação de glicose, principalmente pelas células adiposas e células musculares, fazendo reduzir a níveis normais a concentração sanguínea de glicose.
HORMÔNIOS LIPOSSOLÚVEIS TÊM AÇÃO MAIS PROLONGADA
Os hormônios lipossolúveis atravessam a membrana com mais facilidade e se fixam a receptores localizados no citoplasma e no núcleo das células alvo. São exemplos os hormônios esteroides e os hormônios da glândula tireoide, tiroxina e ti-iodotironina. São exemplos de hormônios esteroides a testosterona, os estrógenos e progesteronas, costicosteroides e hormônios produzidos pela camada cortical da glândula adrenal. Os hormônios lipossolúveis tentam a mediar respostas mais prolongadas.
MECANISMO DE AÇÃO DOS HORMÔNIOS QUE ATUAM POR INTERMÉDIO DE RECEPTORES DA MEMBRANA
Todos os hormônios hidrossolúveis são captados por receptores localizados na membrana plasmática das células alvo. Alguns, como os receptores para insulina, são denominados catalíticos, porque quando ativados funcionam como enzimas.
Contudo, a maioria das moléculas sinalizadoras hidrossolúveis age sobre receptores que atuam por intermédio de uma cadeia de moléculas, que modifica os níveis intracelulares de AMP cíclico (cAmp) ou CA(2+). AMP Ciclíco E Ca (2+) são denominados mediadores ou mensageiros intracelulares.
Para que o cAMP funcione adequadamente como um mediador intracelular, é preciso que ele seja sintetizado e degradado rapidamente; do contrário, sua atuação permaneceria por tempo excessivo.
Quando vários ligantes atuam sobre uma célula cuja membrana apresenta receptores específicos para todos eles, a resposta é menor do que seria de esperar da soma dos estímulos recebidos. Isso se deve que a maquinaria produtora de mensageiros intracelulares não é capaz de atender a todos os receptores simultaneamente.
Foi demonstrado que o Calcio funciona como um mensageiro intracelular em grande variedade de respostas, como a secreção celular e a proliferação mitótica. Foram descritas duas vias para aumentar os níveis de cálcio em resposta a um sinal químico. Principalmente nas células nervosas, o sinal químico abre um canal para o cálcio, situado na membrana plasmática, que normalmente está fechado. COMO a concentração de cálcio e mais alta no meio extracelular, a abertura desses canais da membrana plasmática promove a penetração de cálcio no citosol. Nas demais células, o sinal, ao se ligar ao receptor da membrana, gera trifosfato de inositol, e este abre os canais para cálcio, promovendo saída brusca do cálcio para o citosol, Tanto o AMP cíclico como o cálcio, que são os dois mensageiros intracelulares, atuam como pela adição de grupamentos fosfato do ATP a determinadas quinases proteicas, modificando a conformação espacial dessas enzimas, e, assim, alterando a atividade delas.
RECEPTORES CATALÍTICOS SÃO GLICOPROTEÍNAS TRANSMEMBRANA COM ATIVIDADE ENZIMÁTICA
A maioria dos receptores da membrana plasmática age regulando a atividade de várias proteínas até produzirem um mensageiro intracelular, geralmente cAMP ou cálcio. Os receptores que atuam mais diretamente são os chamados catalíticos, e são glicoproteínas transmembrana. Os mais bem estudados são quinases proteicas especificas para tirosina. Essa família inclui os receptores para insulina e para diversos fatores de crescimento como o fator de crescimento derivado de plaquetas e o fator de crescimento da epiderme.
RECEPTORES CATALÍTICOS SÃO GLICOPROTEÍNAS TRANSMEMBRANA COM ATIVIDADE ENZIMÁTICA
Alguns receptores catalíticos (quinases de tirosina) atuam inicialmente sobre uma proteína ligada a superfície citoplasmática (superfície interna) da membrana celular, denominada proteína RAS (de rat sarcoma) porque foi descoberta em sarcomas de ratos. A proteína Ras participa da transmissão recebida por um receptor que é uma quinase da tirosina (receptor catalítico) levando a informação, por meio de vários estágios, até p interior do núcleo celular para estimular a diferenciação e a multiplicação da célula. Ela funciona como outras que ligam receptores e efetores intracelulares, funciona como um interruptir que é ligado por GTP e desligado quando este perde um radical fosfato e se transforma em GDP. Ras está ativada quando combinada com GTP, e inativa quando ligada a GDP.
As proteínas ativadoras das GTpases denominadas GAP, aceleram a hidrólise do GTP ligado á RAS, transformando-o em GDP e inativando a proteína Ras. As GAP são portanto reguladores negativos cuja atividade é contrabalanceada pelos reguladores positivos,as GNRP. As GNPR estimulam a perda de GDP e a entrada de GTP oriundo do citosol, o que ativa a RAS. Essa troca é facilitadaporque o citosol contém maior concentração de GTP do que de GDP.
AS PROTEÍNAS G ATUAM POR MEIO DE DUAS VIAS: UMA DEPENDE DE cAMP E A OUTRA DEPENDENTE DE ÍONS CALCIO LIBERADOS DO REL PELA AÇÃO DO TRIFOSFATO DE INOSITOL
Uma via gera AMP cíclico, cAmp, produzido de atp pela enzima adenilato ciclase. Como cAMP é uma molécula pequena difunde-se rapidamente pelo citosol, indo ativar diversas quinases proteicas.A outra via consiste na ruptura da molécula de um fosfoliídeo da membrana, o fosfatidil-inositol, reação que é catalisada pela fosfolipase C, produzindo trifosfato de inositol, que também é uma molécula pequena e solúvel, formada inositol mais três grupamentos fosfatos. O trifosfato de inositol se difunde pelo citosol abre os canais de cálcio do REL, principal deposito desses ions, liberando estes para o citosol.
Para o bom funcionamento é importante que os mensageiros sejam degradados após realizarem suas funções.
MODIFICAÇÕES ADAPTATIVAS DAS CÉLULAS ALVO
Uma célula exposta ao mesmo estimulo por um longo período de tempo passa por um processo chamado “adaptação” ou dessensibilização”, se ajuntando de modo reversível sua sensibilidade ao nível do estímulo.
Essa adaptação se deve a vários mecanismos. Pode haver diminuição da quantidade de receptores; ou esses receptores; ou esses receptores podem modificar-se, diminuindo sua afinidade para o ligante. Outras vezes, ocorrem modificações nas proteínas intermediárias entre os receptores e os mensageiros intracelulares cAMP ou cálcio.
A DESSENSIBILIZAÇÃO É, MUITAS VEZES, CONSEQUÊNCIA DA ENDOCITOSE
Quando os hormônios e os fatores de crescimento se ligam a receptores da membrana da célula alvo, frequentemente provocam endocitose. Muitas vesículas de endocitose, mas não todas, fundem-se com os endossomos, onde o PH ácido separa os ligantes dos receptores e, algumas vezes, os receptores são digeridos pelas enzimas hidrolíticas dos lisossomos. Esse processo limita a ação do hormônio e regula a concentração de receptores na superfície celular. Concentrações altas do ligante diminuem o numero de receptores e consequentemente também a sensibilidade da célula ao sinal químico.
A maioria dos receptores endocitados porém não é digerida pelos lisossomos mas sim reciclada de volta para a membrana plasmática. Nesses casos, quando há aumento de concentração do ligante, há também elevação da quantidade de receptores localizados em vesículas endociticas situadas no citoplasmas e portanto inacessíveis a superfície celular. Há uma queda na sensibilidade da célula em razão do “sequestro dos receptores”.
COMUNICAÇÃO PARÁCRINA
Secreção parácrina é a produção de mediadores químicos de ação local; por exemplo histamina e heparina são sintetizadas por células do tecido conjuntivo denominadas mastócitos. Estas células contem grânulos que serão expulsos mediante estimulo imunitário, ação de agentes químicos, lesão tecidual e outros estímulos.
Outro exemplo são as prostaglandinas, que tem diversos efeitos, algumas participam na diminuição do ácido clorídrico no estomago, outras participam da regulação do aparelho reprodutor feminino, outras contraem o útero.
Existe também o oxido nítrico que tem efeito vasodilatador.
MOLECULAS NEUROTRANSMISSORAS SÃO RESPONSÁVEIS PELA TRANSMISSÃO DE INFORMAÇÕES POR MEIO DE SINAPSES
Neurônio tem corpo celular, prolongamentos como detritos e axônios. O centro trófico é seu pericário que contém o núcleo, abundante RER, muitos polirribossomos, complexo de Golgi. Tem a membrana pré sináptica (membrana do terminal axônio) e a membrana pos sináptica.