Comunicação e Receptores Celulares

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COMUNICAÇÃO CELULAR E 
RECEPTORES 
A comunicação entre as células, seja em um indivíduo 
uni ou pluricelular, é importante para nutrição, de-
fesa, entre outros mecanismos de sobrevivência. Nos 
organismos multicelulares, é mais complexo, pois si-
nais são enviados e captados pelas células para deter-
minar metabolismos, iniciar ou parar vias bioquími-
cas, indicar a necessidade de divisão ou apoptose, en-
tre outros. 
Em uma comunicação característica entre células a 
célula sinalizadora produz um tipo particular de 
molécula-sinal que é detectada pela célula-alvo, 
que possui proteínas receptoras que reconhecem 
e respondem o estímulo inicial. 
A comunicação geralmente envolve a transmissão da 
molécula sinalizadora, o hormônio, pelo corpo por 
meio do sangue ou secreção direta próximo da célula 
alvo, como em células parácrinas, autócrinas e exócri-
nas, com mediadores locais. Uma terceira forma de si-
nalização é a neuronal, típica dos neurônios. 
A quarta forma é uma comunicação célula-célula me-
diada por sinais, de curto alcance, que não requer 
uma molécula sinalizadora. As células fazem contato 
direto por moléculas presentes na membrana plasmá-
tica da célula sinalizadora e receptores na célula alvo, 
sendo esta a sinalização dependente de contato. 
A resposta da célula a uma molécula-sinal depende da 
presença de proteína receptora, ou receptor, para 
essa molécula. Cada receptor é geralmente ativado por 
apenas um tipo de sinal. Sem o receptor apropriado, 
a célula será insensível ao sinal e não poderá reagir. 
Poucas moléculas-sinal extracelulares podem alterar 
o comportamento da célula-alvo de muitas maneiras 
diferentes - podem alterar a forma da célula, o meta-
bolismo, a expressão gênica ou combinações desses. 
A transdução de sinal começa quando a proteína re-
ceptora na célula-alvo recebe um sinal extracelular e 
o converte nos sinais intracelulares, atingindo proteí-
nas efetoras que alteram o comportamento celular. 
As proteínas efetoras e o sistema de propagação va-
riam de modo que diferentes células podem responder 
de forma diversa ao mesmo sinal – a comunicação 
depende de como a célula alvo recebe e interpreta 
o sinal. 
O tempo que uma célula leva para responder a um 
sinal extracelular varia muito, dependendo do que 
deve acontecer após a mensagem ter sido recebida. A 
secreção de moléculas pré-existentes, por exemplo, é 
rápida, enquanto a divisão celular é lenta por neces-
sitar de produção proteica. 
Os receptores celulares podem ser de membrana/su-
perfície celular ou intracelulares. Moléculas pequenas 
e hidrofóbicas, como hormônios esteroides, passam 
direto pela membrana e direcionam-se a proteínas re-
ceptoras no citosol ou núcleo, chamados receptores 
nucleares, pois atuam como reguladores transcricio-
nais no núcleo, regulando a expressão de vários 
grupos de genes e respostas metabólicas diferentes, 
essenciais na fisiologia. 
Gases dissolvidos também atravessam a membrana e 
regulam enzimas intracelulares diretamente, como o 
óxido nítrico (NO), que se difunde facilmente, mas tem 
meia vida curta – o que limita sua ação. Ele tem fun-
ção vasodilatadora, reduzindo dor angina e causando 
a ereção peniana. 
A maior parte das moléculas utiliza proteínas recep-
toras de superfície celular que fazem transdução de 
sinal. O processo de sinalização intracelular é como 
um telefone sem fio, no qual moléculas de sinalização 
intracelular passam a mensagem uma para a outra, 
ativando ou gerando uma nova molécula até uma en-
zima metabólica ser ativada e a resposta celular ser 
efetivada. 
As vias de sinalização intracelular podem transmitir 
adiante, amplificar e fortalecer, integrar com sinais de 
outras vias e/ou distribuir o sinal para outra via ou 
uma proteína efetora. Assim, muitas etapas da sinali-
zação estão sujeitas à modulação por outros fato-
res, intra e extracelular. 
Algumas proteínas de sinalização intercelular atuam 
como interruptores moleculares, desligam outras 
proteínas que participam de vias, de forma que elas 
retornam ao estado original podendo atuar nova-
mente. Existem duas classes de comutadores molecu-
lares: a primeira concentra proteínas que são regu-
ladas por fosforilação (proteína cinase e proteína fos-
fatase), atuando em cascatas de fosforilação, com am-
plificação, propagação e modulação do sinal) e a classe 
de proteínas de ligação a GTP – comutam entre o es-
tado ativo (com GTP) e inativo (com GDP), esse grupo 
inclui os receptores ligados a proteínas G. 
Os receptores de membrana podem ser de três grupos: 
1. Receptores associados a canais iônicos – trans-
missão rápida, simples e direta. Transmissão de 
sinais pelas sinapses do sistema nervoso, trans-
formam o sinal químico em elétrico, com abertura 
de canais conforme gradiente eletroquímico. 
2. Receptores associados a proteínas G - medeiam 
respostas a uma enorme diversidade de molécu-
las-sinal extracelulares, possuem uma estrutura 
de cadeia polipeptídica que atravessa a bicamada 
lipídica 7 vezes com várias subunidades. 
3. Receptores associados a enzimas 
 Um sinalizador pode ter receptores 
de grupos diferentes, resultando em 
respostas celulares distintas. 
Algumas drogas ou tranquilizantes, como heroína, ni-
cotina e pimentas, mimetizam o ligante natural de um 
determinado receptor, ocupando os sítios de ligação 
do ligante natural, ou se ligam ao receptor em algum 
outro sítio, causando bloqueio ou super estimulação 
da atividade natural do receptor. 
Os receptores de proteína G atuam ativando-a por 
uma mudança conformacional das subunidades α, β 
e γ quando ligados à molécula sinal. Algumas regulam 
canais iônicos e outras ativam enzimas ligadas à 
membrana, como a adenilato-ciclase, responsável pela 
produção de AMP cíclico, e a fosfolipase C, que sinte-
tiza moléculas sinalizadoras intracelulares. 
As cascatas de sinalização conectadas aos receptores 
associados à proteína G ocorrem muito rapidamente – 
a resposta do olho à luz ocorre em 20ms. As cascatas 
permitem amplificação do sinal inicial e precisam que 
as células se adaptem para serem capazes de detectar 
sinais de intensidade muito variada. Nos bastonetes 
dos olhos, a luz é captada pela rodopsina, um receptor 
de luz associado à proteína G, que estimula a trans-
ducina (outra proteína G). A adaptação é importante 
em casos de pouca ou muita luz, com amplificação ou 
redução do sinal. 
A adaptação também acontece nas vias de sinalização 
que respondem aos sinais químicos. Ela permite que 
as células permaneçam sensíveis às mudanças de si-
nal, respondendo em grandes e pequenos estímulos. 
 
 A via do AMP cíclico pode ativar enzi-
mas e genes. A proteína Gs estimula 
a adenilato-ciclase a produzir mais 
cAMP. Esse mensageiro pode ativar a 
enzima PKA, ocorrendo degradação 
de glicogênio, ou mudar a expressão 
gênica, ou ainda estimular a secre-
ção de somastatina, 
 A cafeína atua impedindo a degrada-
ção do cAMP, 
 A fosfolipase C gera moléculas de IP3 
e diacilglicerol que regulam várias 
proteínas efetoras e aumenta o Ca²+ 
intracelular, o que ativa proteínas de 
resposta a Ca²+, como a calmodulina, 
e regula outras. 
Os receptores associados a enzimas são proteínas 
transmembranas que respondem bem a proteínas-si-
nal que regulam crescimento, proliferação e diferenci-
ação celular, funcionando como mediadores locais. As 
respostas a elas são lentas e precisam de muitas eta-
pas de transdução que no final produzem mudanças 
na expressão gênica. Podem mediar reconfigurações 
rápidas e diretas do citoesqueleto, controlando a ma-
neira pela qual a célula altera sua forma e se move. 
Esses receptores, quando anormais, são importantes 
no desenvolvimento de cânceres e tumores. 
Para transdução de sinal, o receptor acionar a ativi-
dade enzimática de seu domínio intracelular (ou de 
uma enzima associada) quando uma molécula-sinal 
se liga ao seu domínio extracelular,ativando a função 
cinase e servindo de sítio para proteínas sinalizadoras. 
Algumas são fosforiladas e se tornam ativas ao intera-
girem com o receptor, propagando o sinal; outras 
atuam como adaptadores que acoplam o receptor a 
outras proteínas sinalizadoras, com formação de um 
complexo de sinalização ativo. 
 Receptores tirosina-cinase diferentes recru-
tam grupos distintos de proteínas sinalizado-
ras intracelulares, com diferentes efeitos. 
As fosfotirosinas dos receptores tirosina cinase ativam 
GTPase monomérica RAS, que também funciona como 
um interruptor molecular – é ativa com GTP e inativa 
com GDP. Quando ativa, inicia uma cascata de fosfo-
rilação de serina/treonina-cinases, incluindo um mó-
dulo de sinalização da MAP-cinase que resulta na fos-
forilação de várias proteínas efetoras, incluindo regu-
ladores de transcrição, que altera a capacidade celular 
de expressão gênica. 
 Alguns receptores associados a enzi-
mas ativam um caminho rápido para 
o núcleo – citocinas se ligam a recep-
tores que ativam reguladores de 
transcrição (STATs) direto da mem-
brana plasmática e seguem para o nú-
cleo onde estimulam a transcrição de 
genes específicos. Essa via é usada 
por interferons, citocinas do sistema 
imune. 
 Alguns receptores associados a enzi-
mas estimulam o crescimento celular 
pois ativam a PI-3-cinase, que fosfo-
rila fosfolipídeos de inositol específi-
cos para produzir sítios lipídicos de 
ancoragem na membrana plasmática 
que permitem a reunião e ativação 
mútua de proteínas sinalizadoras es-
pecíficas. 
Diferentes vias de sinalização intracelulares intera-
gem, o que permite às células produzir uma resposta 
adequada a uma combinação complexa de sinais. Al-
gumas combinações permitem que as células sobre-
vivam, ao passo que outras causarão sua prolifera-
ção. Na ausência de sinais, a maioria das células se 
suicida por apoptose.