Sinalização Celular: Tipos e Características

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Sinalização: mecanismos pelos quais as
células se comunicam umas com as
outras pelo uso de moléculas de
sinalização extracelular.
Tipos de sinalização:
Sinalização autócrina: a célula é capaz
de gerar um sinal extracelular que vai
ser liberado e atuar nos receptores da
própria membrana da célula. Os alvos
proteicos estão na mesma célula.
Ex: neurônios, célula do sistema imune
(expansão clonal quando percebe um
patógeno);
Sinalização parácrina: célula secreta o
conteúdo que vai atuar no meio
extracelular em uma célula próxima.
Ex: neurônios e cel. do sistema imune;
Sinalização endócrina: uma célula
produz um ligante que atinge a corrente
sistêmica e atua em células distantes.
Ex: insulina (atua em todo organismo).
Exemplificação:
A. Sinapse (sinalização parácrina, está
próxima à célula alvo);
B. Receptores nucleares (dentro da
célula, no citosol);
C. Contato entre as células, ativa a
célula por contato interagindo com o
ligante (moléculas de adesão e células
imunes - linfonodos).
Sinalização química
Age concomitantemente.
Sinapse: espaço entre o neurônio e uma
célula alvo onde há uma troca de
informação. Pode ocorrer entre um
neurônio e outro (comunicação); há
entre um neurônio e uma fibra
muscular (para contração); neurônio e
glândula (secreção).
Esse neurônio é capaz de gerar um
potencial de ação (inversão de cargas
que é propagado por todo axônio que
quando chega na terminação nervosa o
conteúdo é liberado).
Despolarização: deixar o meio
intracelular menos negativo, facilitando
o disparo da célula. Hiperpolarização:
mais negativo, inibe a célula.
Sinalização química precisa que uma
substância química seja produzida,
armazenada e liberada. Para isso ocorre
os seguintes passos:
Passo 1: para fazer uma substância
química sinalizadora precisa primeiro
disponibilizar o precursor (substância
que vai dar origem ao transmissor) e
fazer ele entrar na célula.
Exemplo de precursor: serotonina é
formada a partir do triptofano
(precursor da serotonina);
Passo 2: Síntese do neurotransmissor
(pegar o precursor e transformar em
transmissor);
Passo 3: Transmissor vai ser
vesiculado;
Passo 4: Degradação de transmissores
que não foram vesiculados ou de
produtos que sobraram na síntese;
Passo 5: Despolarização supralimear.
Gerando potencial de ação que irá abrir
um canal de cálcio;
Passo 6: Disponibilidade de cálcio
intracelular. Canal de cálcio sensível à
voltagem (se abrem a variação de
voltagem);
Passo 7: Exocitose, torção dos
filamentos. Vesícula vai se fundir;
Passo 8: Difusão do neurotransmissor
no meio extracelular, que levara a uma
liberação da vesícula com o conteúdo;
Passo 9: Interação do neurotransmissor
com o receptor. Formação de um
complexo ligante-receptor. Vai ativar o
receptor. Onde ira ocorrer a secreção da
glândula, contração do músculo, etc.;
Passo 10: Inativar o neurotransmissor.
Ex: acetilcolina (faz contração, mas
também faz relaxamento) precisa ser
degradada, quebra em colina e não
consegue mais se ligar e ativar o
receptor. Ela retornará para o meio
intracelular e será precursor para a
acetilcolina;
Passo 11: Outra forma: não haverá
degradação por enzimas, o
neurotransmissor é reciclado na íntegra.
Usa transportadores específicos para
recaptar ele.
Exemplo: cocaína inibe o transportador.
Passo 12: Outra forma: Capitação por
células não neuronais. Remoção por
células da glia (Ex: glutamato retirado
por transportadores localizados em
astrócitos);
Passo 13: Ligação do neurotransmissor
a auto-receptores ou receptores
pré-sinápticos.
Importante! Se não há cálcio
extracelular, o que ocorrerá com a
exocitose? Não ocorrerá. Não terá
liberação de neurotransmissores.
Características da sinalização
química
Especificidade: Se refere a
características físico-química da
substância e sua afinidade com o
receptor alvo (com o sítio de ação do
receptor alvo). Uma substância pode ter
especificidade para
mais de um receptor.
Para fins didáticos é
representado como
chave-fechadura,
mas, na verdade, se
liga por afinidade
físico-química, há uma mudança na
conformação do receptor e o receptor
vai causar um evento intracelular.
Se for ionotrópico = vai abrir um canal;
Se for metatrópico = vai mudar a
conformação e formar segundos
mensageiros.
Amplificação: Há uma amplificação de
sinal. Consegue ativar uma cascata de
sinalização (enzima 1 que vai ativar
uma enzima 2, que vai ativar outra
enzima);
Adaptação de
receptores ou
dessensibilização: A
célula pode
responder a um
estímulo exagerado
e dessensibilizar os receptores. Ex: na
fosforilação quando uma proteína fala
para outra não funcionar, outro ex,
fechar o canal de cálcio; Afinidade do
ligante fica perdida (há uma mudança
conformacional no receptor e ele não
fica mais sensível ao sinal);
Integração de sinal:
uma célula não tem
só um tipo de
receptor, então de
acordo com a
especificidade, vai ter um determinado
ligante, neurotransmissor ou sinal, que
vai ter uma especificidade a esse
receptor e vai ter uma via de transdução
intracelular. Um pode aumentar uma
substância x e o outro pode diminuir
essa mesma substância.
Exemplo de especificidade
= Neurotrofinas e seus receptores.
Neurotrofinas são substancias que tem
a função de manutenção e
sobrevivência celular (de neurônios). A
figura mostra a especificidade de cada
neurotrofina. NGF consegue ativar o
receptor TrK e p75 (mostrando que o
modelo de chave-fechadura não
funciona, porque uma chave só abre
uma fechadura).
Tem grande afinidade para um receptor,
mas tem uma afinidade fraca para
outra. Pode causar uma resposta
máxima, submáxima e etc., de acordo
com a afinidade. Tem potencias
diferentes.
Exemplo na farmácia: um fármaco que
atua em diferentes alvos, mas as doses
diferem, porque um pode ter mais
afinidade do que outro.
Existe também a mesma substância se
ligando a diferentes receptores e
causando respostas diferentes.
Exemplo: acetilcolina que no músculo
estriado esquelético causa contração e
no músculo cardíaco causa
relaxamento. Os receptores diferem e a
acetilcolina possui especificidade para
ativar os dois. Pode causar secreção
também de acordo com o tipo ou
subtipo de receptor ativado.
Exemplo de amplificação
Ilustra eventos intracelulares que
servem para ampliar o sinal.
Processo de transdução intracelular que
permite a amplificação.
Um neurotransmissor abre vários
canais iônicos.
É energeticamente favorável.
Exemplo de adaptação
= Upregulation (supraregulação) e
downregulation (infraregulação).
Hipofunção dopaminérgica: menos
enzima, ou seja, menos dopamina será
formada e vesiculada, o que dá uma
transmissão hipofuncional. Há pouca
dopamina fora da célula, mas muito
transportador de dopamina, então a
célula começa a aumentar os receptores
de dopamina para compensar a baixa
disponibilidade = Upregulation.
*Se tiver muita dopamina, a célula
começa a internalizar os receptores.
Exemplo de integração
Cada receptor pode ativar uma via de
sinalização e isso pode se integrar
dentro da célula. A resposta final vai
ser o saldo das vias interagindo.
Outro exemplo, um receptor sendo
ativado e mudando a afinidade do
receptor vizinho (diminui a afinidade
com a dopamina). Cada um é capaz de
ativar uma via de sinalização e elas são
capazes de interagir entre si. A
interação pode ocorrer diretamente
entre os receptores ou na via produzida
pelos receptores, formando um saldo
dos dois.
*Existem muitas vias e elas interagem
entre si.
Referência: Neurociências: desvendando o sistema nervoso [recurso eletrônico] /
Mark F. Bear, Barry W. Connors, Michael A. Paradiso ; tradução: [Carla Dalmaz ...
et al.] ; [revisão técnica: Carla Dalmaz, Jorge Alberto Quillfeldt, Maria Elisa
Calcagnotto]. – 4. ed. – Porto Alegre : Artmed, 2017.