Bioquímica do sistema neuroendócrino e transdução de sinais

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Bioquímica do sistema neuroendócrino e transdução de sinais
Biosinalização
 -A habilidade de células receberem sinais traduzirem estes sinais externos a membrana plasmática é fundamental a vida.
Células vegetais:
· Respondem a hormônios de crescimento e a variações de luz solar;
 >Respostas biológicas apropriadas
· Crescimento;
· Respiração;
· Reprodução e etc
Bactérias:
Sinais externos são ´´traduzidos´´ através de receptores de membrana
· Alterações no pH;
· Disponibilidade de nutriente, oxigênio e luz;
· Presença de substancias nocivas, predadores e ou competidores.
>Respostas biológicas apropriadas
· Movimento para o nutriente;
· Distanciamento de compostos tóxicos;
· Formação de esporos;
· Reprodução.
Células Animais:
Trocam informações sobre:
· Correto posicionamento no embrião em desenvolvimento;
· Concentrações de íons e glicose em fluidos extracelulares;
· Atividades metabólicas interdependentes que ocorrem em diferentes células e tecidos
>Respostas biológicas apropriadas
· Alterações no metabolismo;
· Produção de fatores tróficos e metabolitos;
· Desenvolvimento, diferenciação, proliferação e morte.
Componentes celulares de interação e sinalização:
>Derivados de Carboidratos 
>Peptídeos, Proteínas e Conjugados
· Proteínas como Mediadores Químicos: Fator de Necrose Tumoral (TNF);
· Receptor do Hormônio do crescimento (GHR);
· Proteínas de reconhecimento e defesa: anticorpos;
· Reconhecimento e sinalização através de anticorpos;
· Glicoproteínas;
· Proteoglicanos;
· Interações entre células: proteoglicanos e MEC;
· Glicoproteínas como receptores para sinalização/interação;
>Ácidos Graxos e Lipídios complexos
 -Importância na sinalização
 *Componentes de membrana
 *Hormônios
· Prostaglandinas;
· Mensageiros celulares.
-Principais classes de lipídios de membrana
-Fosfolipídios de membrana
-Especificidade de ação de fosfolipases
-Lipídios componentes de membrana
-Eicosanóides
>Nucleotídeos não nucléicos.
O sistema neuroendócrino e Mediadores Químicos
-Tipos de interações entre células e tecidos
· Endócrina;
· Parácrina;
· Neuronal;
· Dependente de contato.
-Tipos de sinais e respostas
-O sistema nervoso 
 >Sistema nervoso central
· Cérebro 
· Medula espinhal
>Sistema nervoso periférico
· Nervo periférico
-Hormônios e neurotransmissores
>O sistema neuroendócrino
>Origens neuroendócrinas de sinais hormonais
>O sistema neuroendócrino principal e tecidos alvo
>Cascata de liberação de hormônios após estímulo do hipotálamo pelo SNC
-Hormônios 
O que são exatamente hormônios e o que os difere dos ´´hormônios não-hormônios´´? Os hormônios são mensageiros químicos secretados no sangue ou no líquido extracelular por uma célula que afetam o funcionamento de outras células.
-Hormônios: química, síntese e eliminação
A natureza utiliza diversos tipos de moléculas como hormônios, e o conhecimento da estrutura básica fornece um conhecimento considerável sobre seu receptor e mecanismo da ação.
 Classificação (estrutural)
 Peptídeos e proteínas
 Esteróides
 Derivados de aminoácidos
 Derivados de ácidos graxos – Eicosanoides
-Hormônios derivados de aminoácidos
 Grupos:
 Hormônios tireidianos são basicamente duas tirosinas com a incorporação de 3 ou 4 átomos de iodo;
 Catecolaminas incluem epinefrina e noreepinefrin, que funcionam tanto como hormônios quanto neurotransmissores.
 *´´meia-vida´´ dos hormônios tireidianos: um a poucos dias;
 *´´meia-vida´´ das catecolaminas: alguns minutos.
 *Triptofano é precursor do hormônio pineal melatonina e secretina.
-Hormônios peptídeos e proteínas
· São produtos da tradução;
· Variam consideravelmente no tamanho: peptídeos curtos (três amino-ácido) até glicoproteínas multiméricas de alto PM;
· Muitos são sintetizados como pro-hormonios, e devem ser proteoliticamente clivados para gerarem a forma matura;
· Podem estar inseridos originalmente dentro da sequencia de um percursor maior, e são então liberados por múltiplas clivagens proteolíticas;
· São sintetizados no RE, transferidos para o aparato de Golgi e então empacotados em vesículas secretórias para exportação.
-Hormonios da hipófise posterior
-Hormonios peptídeos e proteínas
Podem ser secretados por um de duas vias:
 Secreção regulada: A célula armazena o hormônio em grânulos secretórios e libera-os ´´rompendo´´ os grânulos quando estimulada. Está é a via mais usada geralmente e permite que as células secretem uma grande quantidade de hormônio sobre um período de tempo curto;
 Secreção constitutiva: A célula não armazena o hormônio, mas o secreta de vesículas secretoras quando são sintetizadas. A maioria dos hormônios dos peptídeos não circulam ligados a outras proteínas, mas as exceções existem; para o exemplo, tanto a insulina como o fator de crescimento 1 ligam-se a uma ou várias proteínas de ligação. 
No geral, a ´´meia-vida´´ de hormônios peptídeos é somente alguns minutos.
-Derivados de ácidos graxos- Eicosanoides
Principais grupos: prostaglandinas, prostaciclinas, leucotrienos e tromboxanas;
Precursor mais abundante: ácido araquidônico;
· Estoques de ácido araquidônico, presentes nas membranas lipídicas, são liberados através da ação de várias lipases;
· Eicosanóides são especificamente sintetizados por uma célula (enzimas processadoras expressas na célula);
· São ativos por somente alguns segundos (são rapidamente metabolizados e inativados);
-Hormônios em ação
Tipos de ação hormonal:
· Endócrina: o hormônio é distribuído no sangue e se liga a células alvo distantes;
· Parácrina: o hormônio age localmente através de difusão da célula produtora para células alvo na vizinhança;
· Autócrina: o hormônio age na mesma célula que o produziu.
Mecanismo de ação: Hormônios com receptores de superfície
EX: proteínas e hormônios peptídeos, catecolaminas e eicosanóides.
Transducção de sinal: A ligação dos hormônios com o receptor inicia uma série de eventos que levam a geração de um segundo mensageiro, que por sua vez desencadeia uma série de interações moleculares que alteram o estado fisiológico das células.
Estrutura de receptores de superfície celular
São proteínas integrais de membrana: possuem regiões que contribuem para 3 domínios:
· Domínio Extracelular (domínio de ligação dos hormônios);
· Domínio Transmembrana (domínio de ancoragem);
· Domínio Citoplasmático (domínios intracelulares): ´´caudas´´ ou ´´alças´´.
 Resíduos citoplasmáticos: região efectora da molécula.
Mecanismo de ação: Hormônios com receptores intracelulares
EX: hormonios esteróides e tireoidianos.
· Receptores localizados no citoplasma ou núcleo;
· Funcionam como fatores de transcrição, dependente de ligantes;
· Modulam a expressão de genes em células alvo
=>Formam complexos (H+R) que se ligam a regiões promotoras de genes específicos e estimulam ou inibem a transcrição destes genes.
Estrutura de receptor intracelular
´´Superfamilia´´ de receptores de hormônios esteróides e tireidianos:
· Domínio amino-terminal: região envolvida na ativação ou estimulação da transcrição; a sequencia é altamente variável entre os diferentes receptores;
· Domínio de ligação ao DNA: os aminoácidos desta região são responsáveis pela ligação do receptor a uma sequência especifica do DNA;
· Domínio carboxi-terminal ou de ligação do ligante (hormônio).
Hormonios em ação: CÉLULAS ALVO
· A maioria dos hormonios circulam no sangue e entram em contato com essencialmente todas as células;
· Um dado hormônio geralmente atua somente em um número limitado de células as chamadas células alvo;
· Uma célula alvo responde a um hormônio porque esta possui receptores para este hormônio.
*Termos usados para se referir a moléculas que se ligam a sítios de ligação de hormônios nos receptores*:
· Agonistas: moléculas que se ligam a receptores e induzem todos os eventos ´´pos-receptor´´ que conduzem a um efeito biológico. Todo hormônio ´´normal´´ é um agonista. Para um dado receptor, agonistas diferentes podem diferir no seu efeito potencial;· Antagonistas: moléculas que se ligam a receptores e bloqueiam a ligação do agonista, mas falham em desencadear os eventos de sinalização necessários para induzir a resposta biológica. Antagonistas de hormônios são amplamente usados como drogas...
! São como certos tipos de ´´burocratas´´- eles mesmos não realizam um trabalho útil, mas bloqueiam as atividades de outras pessoas que possuem a capacidade de contribuir.
Comunicações intra e inter-celulares
· Sinapses;
· Interações autócrinas e parácrinas;
· Sinalizações a distância (hormônios, peptídeos, gases).
 Mediadores Quimicos (SINAL)
Célula produtora Células alvo
De mediador químico musculares
 Grandulares
 Neurônios 
>Vários sinais biológicos;
>Poucos mecanismos para detecção e ´´transdução´´ em mudanças biológicas.
Características da Transdução de sinais
· Especificidade;
· Amplificação;
· Dessensibilizção/Adaptação;
· Integração.
Especificação: a molécula de sinal se ajusta ao local de ligação em seu receptor complementar; outros sinais não se encaixam.
Amplificação: quando as enzimas ativam enzimas, o número de moléculas afetadas aumenta geometricamente em uma cascata de enzimas.
Dessensibilização/Adaptation: a ativação do receptor aciona um circuito de feedback que desliga o receptor ou o remove da superfície da célula.
Integração: quando dois sinais têm efeitos opostos em uma característica metabólica, como a concentração de um segundo mensageiro X, ou o potencial de membrana Vm, o resultado regulatório resulta da entrada integrada de ambos os receptores.
-Metabolismos dos neurotransmissores e modelos de sinapses
Unidades funcionais do SNC: neurônios e gliócitos
· Organização e coordenação de muitas funções do organismo.
*Funções motoras, viscerais, endócrinas e psíquicas.
Transmissão sináptica dos neurotransmissores
 Células do SNC => Especializadas para a transmissão de sinais elétricos e químicos
 Neurotransmissores
 CLASSIFICAÇÃO DE NEUROTRANSMISSORES 
 Células alvo Clássicos Aminas biogenicas
 Musculares Ach, GABA, Glu
 Grandulares Não clássicos ON, neuropeptídeos, GFs e DFs
 Neurônios 
 Glia Excitatórios Glu
 Comunicações intra e inter-celulares 
 Sinapses Inibitórios GABA, Dopamina
 Interações autócrinas e parácrinas Metabotrópicos Dopamina, seretonina
 Sinalizações a distancia(hormônios, peptideos, gases) Noradrenalina
 Ionotrópicos Ach, GABA, dopamina, 
 serotonina