comunicação celular

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Desde as células do embrião até as células do adulto, os processos de diferenciação 
celular e o comportamento celular são regulados através de sinais vindos de uma célula e 
que chegam de outra célula. 
As células geralmente se comunicam utilizando sinais químicos, que são proteínas 
ou outras moléculas produzidas por uma célula emissora; que geralmente são secretados 
na célula e liberados no espaço extracelular – onde eles vão até a célula alvo. Nem todas 
as células podem receber a mensagem química em particular, para poderem detectar um 
sinal, uma célula vizinha deve ter o receptor correto para aquele sinal; quando uma 
molécula sinalizadora se liga a seu receptor, altera a forma ou atividade do receptor, 
acionando uma mudança dentro da célula. Moléculas sinalizadoras são geralmente 
chamadas de ligantes. A mensagem carregada por um ligante é retransmitida por uma 
cadeia de mensageiros químicos dentro da célula, o que acaba levando a uma mudança 
na célula, como a alteração da atividade de um gene ou até a indução de todo um processo 
inteiro, como por exemplo, a divisão celular. Assim o sinal entre duas células, 
intercelular, é convertido em sinal intracelular – dentro das células, que aciona uma 
resposta. 
 
Figura 1. Representação de comunicação entre as células. 
 
Existem quatro categorias básicas de sinalização química encontradas em 
organismos multicelulares: sinalização parácrina, sinalização autócrina, sinalização 
endócrina e sinalização por contato direto. A principal diferença entre as categorias de 
sinalização é a distância que o sinal percorre no organismo para alcançar a célula alvo. 
 
Figura 2. Tipos de sinalização entre as células. 
 
A Dictyostelium discoideum é uma espécie ameboide que vive no solo, é um 
eucariota primitivo que transita de uma coleção de amebas unicelulares para um conjunto 
multicelular e depois para um corpo frutificante. A D. discoideum possui um ciclo de vida 
assexual único que consiste em quatro estágios: vegetativo, agregação, migração e 
culminação. As células envolvidas em seu ciclo de vida sofrem movimento, sinalização 
química e desenvolvimento; e a simplicidade de seu ciclo de vida torna a espécie um 
importante organismo modelo para estudar genética, processos celulares e bioquímicos 
em organismos mais complexos. 
A sinalização parácrina acontece quando as células que estão próximas se 
comunicam por meio da liberação de mensageiros químicos, os ligantes – que podem se 
difundir através do espaço entre as células, esse tipo de sinalização ocorre em distâncias 
relativamente curtas. A sinalização parácrina permite que células coordenem localmente 
atividades com suas células vizinhas; embora elas sejam usadas em muitos tecidos e 
contextos diferentes, sinais parácrinos são especialmente importantes durante o 
desenvolvimento, quando permitem que um grupo de células comunique a um grupo de 
células vizinhas, qual identidade devem assumir. A indução de vários órgãos ocorre 
através de um pequeno número de fatores parácrinos, que possui quatro famílias: FGV 
(fator de crescimento de fibroblastos), Hedgehog, Wnt e TGF- (Transforming growth 
fator beta). 
Um exemplo de sinalização parácrina é o desenvolvimento da medula óssea – a 
medula espinhal em desenvolvimento em um embrião contém um tubo oco de células que 
se estende pelas costas do embrião, chamado corda dorsal, e uma coluna de células que 
se estende paralelamente à notocorda, chamada placa basal. Juntas, a notocorda e a placa 
basal liberam uma molécula sinalizadora chamada Sonic hedgehog (Shh), o mesmo nome 
do personagem de vídeo game. À medida que o Shh se distancia da notocorda e da placa 
basal, ele forma um gradiente, com níveis altos próximos à fonte e níveis menores em 
locais mais distantes; as diferentes concentrações de Shh em diferentes pontos ao longo 
do gradiente ajudam a comunicar às células próximas, que tipos de neurônios elas devem 
se tornar: as células que estão próximas à notocorda e à placa basal recebem uma 
intensidade alta de sinais e se transformam em um tipo específico de neurônio conector; 
células que estão mais distantes recebem uma intensidade menor do sinal e tornam-se 
neurônios motores; e por fim, células que estão ainda mais distantes da notocorda e da 
placa basal recebem intensidades cada vez menores de sinal e transformam-se em outros 
tipos de interneurônios. Diferentes níveis de sinal de Shh desencadeiam diferentes 
respostas das células, fazendo com que estas assumam identidades e características 
distintas. Sinais como Shh, que formam gradientes e produzem diversos efeitos de 
desenvolvimento dependendo da dose do sinal, são conhecidos como morfógenos. 
Outros fatores parácrinos relacionados com o desenvolvimento são: o fator de 
crescimento epidermal; o fator de crescimento de hepatócitos; o fator de crescimento de 
células tronco; a eritropoetina; as citocinas; e as interleucinas. 
As sinalizações justácrinas, também chamadas por sinalização por meio do 
contato entre células, possuem duas famílias principais: as proteínas Notch e o Eph 
receptores e ligantes efrina. São junções comunicantes em animais e plasmodesmas em 
plantas são pequenos canais que conectam diretamente células vizinhas. Estes canais 
permitem que pequenas moléculas sinalizadoras, chamadas mediadores intracelulares, se 
difundam entre as duas células; pequenas moléculas e íons são capazes de se mover entre 
as células, mas grandes moléculas como proteínas não cabem nestes canais e para 
atravessá-los precisam de assistência especial. As proteínas das células indutoras 
interagem com receptores das células adjacentes sem se difundir da célula que as 
produziram. 
 A transferência de moléculas sinalizadoras transmite o estado atual de uma 
célula à sua célula vizinha; isso permite que um grupo de células coordene a sua resposta 
a um sinal que somente uma delas possa ter recebido. Em plantas, há plasmodesma entre 
quase todas as células, tornando a planta inteira em uma rede gigante. Em outra forma de 
sinalização direta, duas células podem se ligar uma à outra porque carregam proteínas 
complementares em suas superfícies; quando as proteínas se ligam umas às outras, essa 
interação muda a forma de uma ou de ambas as proteínas, transmitindo o sinal. Esse tipo 
de sinalização é especialmente importante no sistema imune, onde células do sistema 
usam marcadores de superfície celular para reconhecerem as células do próprio corpo e 
as células infectadas por patógenos. 
O fluxo da comunicação celular começa com uma molécula sinalizadora do meio 
extracelular se encaixando na proteína receptora, que leva os sinais para as proteínas 
sinalizadoras intracelulares que ativa as proteínas alvos: podendo ser uma enzima 
metabólica, cuja resposta é alterar o metabolismo; uma proteína reguladora de gene, cuja 
resposta é alterar a expressão gênica; ou uma proteína citoesquelética, cuja resposta é 
alterar a forma da célula ou o movimento da mesma. A especificidade e integração de 
sinais pode ser para a sobrevivência, divisão, diferenciação ou morte celular. 
Durante o desenvolvimento a comunicação passa a ser indução e competência. A 
indução possui dois componentes, o indutor e o responsivo; já a competência, além de ser 
o receptor específico, a célula deve ser capaz de responder ao sinal. Ao longo do 
desenvolvimento regulativo verifica-se a troca de sinais entre as células, determinando 
sua diferenciação em folhetos embrionários e influenciando a definição da polaridade dos 
eixos dorsal-ventral e ântero-posterior. Se chama de indução a interação entre regiões do 
embrião que influencia a diferenciação ou o comportamento de uma segunda região. 
Denomina-se “indução primária” como aquela realizada pelo organizador, que resulta na 
definição do eixo dorsal do embrião, e como “induções secundárias” as demais, 
caracterizando-se, portanto, a necessidade da ocorrênciade cascatas indutivas para o 
desenvolvimento do organismo O processo indutivo ocorre através da formação de 
gradientes de concentração de morfógenos, que são moléculas produzidas e secretadas 
por células embrionárias, as quais se difundem e atuam sobre outras células ou tecidos 
como sinais posicionais que controlam o destino celular no embrião; assim, a expressão 
diferencial de genes fica dependente do gradiente de concentração de tais sinalizadores. 
Os sistemas de indução embrionária são compostos de um tecido capaz de produzir o 
estímulo indutor e outro capaz de receber e responder ao estímulo. Além disso, é 
necessário que o tecido alvo da indução tenha a habilidade para responder de uma forma 
específica. Tal habilidade é chamada de competência e se altera com a idade embrionária, 
pois o tecido responsável pela produção do estímulo pode mudar ao longo do 
desenvolvimento. 
Um exemplo de indução é a formação das estruturas dos olhos em vertebrados, 
que é um órgão complexo formado por muitos tecidos, tendo destaque a córnea, as lentes 
e a retina. O desenvolvimento do olho é um processo evolutivamente conservado em 
vertebrados, sendo regulado por fatores de transcrição expressos de maneira dinâmica, 
com padrões de sobre-expressão que regulam uns aos outros. O processo se inicia entre a 
gastrulação e a organogênese, envolvendo células tanto da ectoderme, quanto o 
mesênquima extracelular. O neuroepitélio é responsável pela formação da retina, corpos 
ciliares e a retina, enquanto a ectoderme da superfície forma o cristalino, a córnea e as 
pálpebras; o mesênquima forma a esclera, o endotélio da córnea, os vasos sanguíneos e a 
musculatura associada. 
A transição epitélio-mesênquima tem seu início na indução regional específica, 
onde células mesenquimais induzem as células epiteliais a se diferenciarem, porém, as 
células epiteliais se diferenciam de acordo com a sua especificidade genética. Fatores 
parácrinos podem impedir a manutenção e a formação de moléculas de adesão, causando 
a perda da polaridade e o deslocamento da célula. Algumas das induções melhor 
conhecidas envolvem interações entre células epiteliais e células mesenquimais 
adjacentes, todos os órgãos possuem um epitélio e um mesênquima que o acompanha; o 
mesênquima é derivado do epitélio, uma remodelagem do tecido regulada por fatores 
parácrinos progressivamente altera o citoesqueleto e a matriz extracelular permitindo a 
migração das células mesenquimais recém formadas. Essas transições ocorrem desde o 
embrião até a fase adulta, e envolvem interações recíprocas constantes.