5.COMUNICAÇÃO CELULAR

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1 DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS FISIOLÓGICAS-DFS CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM FISIOLOGIA HUMANA 5.COMUNICAÇÃO CELULAR PROF. DRA. MARIA IDA B.R. SPEZIALI UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ-UEM

2 Comunicação célula-célula Silverthorn, D U. Fisiologia Human, 5 ed. Artmed

3 Comunicação célula-célula Comunicação local: autócrina e parácrina Silverthorn, D U. Fisiologia Human, 5 ed. Artmed

4 Comunicação célula-célula Comunicação de longa distância: endócrina/humoral Silverthorn, D U. Fisiologia Human, 5 ed. Artmed

5 Comunicação célula-célula Comunicação de longa distância: sináptica Silverthorn, D U. Fisiologia Human, 5 ed. Artmed

6 Comunicação célula-célula Comunicação de longa distância: neurócrina Silverthorn, D U. Fisiologia Human, 5 ed. Artmed

7 Silverthorn, D U. Fisiologia Human, 5 ed. Artmed

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9 Uma célula não pode responder a um sinal químico se ela não contém o receptor apropriado para aquele sinal! RESPOSTA SEM RESPOSTA

10 Um mesmo sinalizador pode ter subtipos diferentes de receptores em diferentes células-alvo. Subtipos diferentes de receptores podem apresentar sensibilidades/ afinidades diferentes ao mesmo sinalizador. A resposta da célula-alvo ao sinalizador depende do subtipo de receptor e da natureza funcional da célula RESPOSTA 1 RESPOSTA 2

11 Vias de sinalização Se uma célula-alvo possui um receptor para uma molécula sinalizadora, a ligação do sinalizadorreceptor iniciará uma resposta. Todas as vias de sinalização compartilham as seguintes características: 1. A molécula sinalizadora é um ligante que interage com um receptor (binding). O ligante é também denominado primeiro mensageiro, pois leva informações para sua célula-alvo. 2. A ligação ligante-receptor ativa o receptor. 3. O receptor, por sua vez, ativa uma ou mais moléculas sinalizadoras intracelulares. 4. A última molécula sinalizadora na via inicia a síntese de proteínasalvo ou modifica as proteínas-alvo existentes, gerando uma resposta final.

12 Moléculas sinalizadoras podem ter natureza: 1. Lipofílica 2. Lipofóbica Silverthorn, D U. Fisiologia Human, 5 ed. Artmed Proteínas receptoras (Receptores) da célula-alvo: 1. Receptores intracelulares: localizados no citosol ou no núcleo da célula-alvo. 2. Receptores de superfície: localizados na membrana celular.! Cerca da metade dos medicamentos em uso atualmente atuam em proteínas receptoras!!!

13 Ações dos receptores intracelulares Podem estar presentes no citoplasma ou no núcleo da célula-alvo; São específicos para sinalizadores lipofílicos, capazes de atravessar a membrana plasmática. A interação de sinalizadores lipofílicos-receptores intracelulares podem: 1-ativar genes para transcrição de RNAm e tradução de novas proteínas na célula-alvo; 2- interromper ou diminuir a atividade do gene. Esses processos, em geral, são lentos. A resposta pode ser observada após horas ou até mesmo dias. Ex: hormônios esteróides, hormônio tireoidiano

14 Ações dos receptores de membrana As moléculas sinalizadoras lipofóbicas (hidrossolúveis) são incapazes de de se difundirem através da bicamada lipídica da membrana celular. Ligam-se aos receptores na superfície celular. Modificado de Silverthorn, D U. Fisiologia Human, 5 ed. Artmed

15 Ações dos receptores de membrana Receptores de membrana fazem a TRANSDUÇÃO DO SINAL. Ou seja, transfere o sinal de uma molécula sinalizadora externa para o interior da célula, convertendo-o em uma forma de sinal diferente que desencadeia uma resposta celular) A transdução do sinal pelo receptor de membrana propicia a AMPLIFICAÇÃO DO SINAL, pela produção de segundos mensageiros intracelulares.

16 Ações dos receptores de membrana Na célula a AMPLIFICAÇÃO DO SINAL é vantajosa, uma vez que a interação de uma única molécula sinalizadora no LEC com seu receptor (transdutor) é capaz de gerar várias moléculas de SEGUNDOS MENSAGEIROS, propiciando ao organismo um maior rendimento. Uma menor quantidade de primeiro mensageiro consegue gerar um grande efeito. Silverthorn, D U. Fisiologia Human, 5 ed. Artmed

17 Ações gerais dos segundos mensageiros celulares Os segundos mensageiros celulares são gerados por ENZIMAS AMPLIFICADORAS do sinal. Desempenham funções tais como: 1. Alteração de abertura de canais iônicos; 2. Aumentam os níveis de Ca 2+ intracelular; 3. Modificam a atividade enzimática de proteínas-alvo, quinases e fosfatases, modulando suas atividades. Proteínas modificadas pelo Ca 2+ ou pelo estado de fosforilação podem controlar: a) enzimas metabólicas; b)proteínas motoras da contração muscular e movimento do citoesqueleto; c)transporte vesicular; d) proteínas receptoras e transportadoras de membrana; e) Proteínas que regulam a atividade de genes e síntese protéica.

18 Cascatas de Sinalização Uma via de transdução de sinal ocorre na forma de uma sequência de eventos intracelulares ou efeito cascata.

19 Cascatas de Sinalização Silverthorn, D U. Fisiologia Human, 5 ed. Artmed

20 Classes Principais de receptores de membrana: 1. Receptores associados a canais iônicos (canais iônicos dependentes de ligante); 2. Receptores enzimáticos; 3. Receptores acoplados à proteína G; 4. Receptores integrinas;

21 1. Receptores associados a canais iônicos (canais iônicos dependentes de ligante); Ex: receptor para acetil colina no músculo esquelético

22 2. Receptores enzimáticos; Os receptores enzimáticos possuem 2 regiões: uma receptora externa e uma interna com atividade enzimática intrínseca ou associada a uma enzima. Em geral apresentam atividade quinásica ou de guanilato ciclase Ex: receptor enzimático com atividade quinásica intrínseca Silverthorn, D U. Fisiologia Human, 5 ed. Artmed

23 3. Receptores acoplados à proteína G; " Os receptores acoplados a prot G constituem uma grande família de receptores responsáveis pela maior parte da transdução dos sinais celulares. " São proteínas transmembrana que atravessam a bicamada lipídica por sete vezes. " A cauda citoplasmática do receptor é acoplada a uma molécula transdutora de membrana, com 3 subunidades, conhecida como proteína G. " Seus ligantes incluem hormôminos, fatores de crescimento, neurotransmissores, odorantes e pigmentos visuais.

24 3. Receptores acoplados à proteína G;

25 Proteína G Molécula sinalizadora liga-se ao receptor de membrana; Receptor de membrana está acoplado a uma proteína G inativa. As proteínas G inativas ligam-se ao GDP. Troca de GDP por GTP ativa a proteína G. Quando as prot G são ativadas, elas podem: 1. Alterar a atividade enzimática intracelular. Muitas vezes estão associadas a enzimas amplificadoras (adenilato ciclase, AC; e fosfolipase C, PLC), constituindo a maior parte dos mecanismos de transdução. 2. Abrir canal iônico na membrana;** Obs: existem prot G com atividade excitatória e inibitória das funções celulares

26 Sistema prot G- Adenilato Ciclase Modificado de Silverthorn, D U. Fisiologia Human, 5 ed. Artmed

27 Sistema prot G- fosfolipase C Modificado de Silverthorn, D U. Fisiologia Human, 5 ed. Artmed

28 Alguns receptores acoplados a Prot G podem ativar canais iônicos. Modificado de Silverthorn, D U. Fisiologia Human, 5 ed. Artmed