A comunicação celular permite a integração e harmonização de funcionamento entre células do mesmo tecido e de tecidos/órgãos diferentes.

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1 Comunicação celular é o processo pelo qual as células de um organismo influenciam umas às outras por meio de moléculas, conhecidas como sinalizadores. A comunicação celular permite a integração e harmonização de funcionamento entre células do mesmo tecido e de tecidos/órgãos diferentes. 1) A comunicação celular envolve pelo menos duas células: a) aquela que libera a molécula sinalizadora e b) aquela que tem receptores específicos para a molécula sinalizadora (célula-alvo) 2) Uma célula não pode responder a um sinal químico (sinalizador) se ela não contém o receptor apropriado para aquele sinal RESPOSTA SEM RESPOSTA 3) Um mesmo sinalizador pode ter subtipos diferentes de receptores em diferentes células-alvo. A resposta da célula-alvo ao sinalizador depende do subtipo de receptor e da natureza funcional da célula. RESPOSTA 1 As modificações que acontecem na célula-alvo a partir da ligação sinalizador-receptor são denominadas resposta celular e podem acontecer rapidamente (por ex., segundos) ou lentamente (por ex., dias). RESPOSTA 2 A resposta celular é revertida quando o sinalizador se desliga de seu receptor. A reversão pode acontecer rapidamente ou lentamente. 1

2 A comunicação celular envolve pelo menos duas células: 1) aquela que libera a molécula sinalizadora e 2) aquela que tem receptores específicos para a molécula sinalizadora. Uma célula não pode responder a um sinal químico se ela não contém o receptor apropriado para aquele sinal. Um mesmo sinalizador pode ter subtipos diferentes de receptores em diferentes células-alvo. A resposta da célula-alvo ao sinalizador depende do subtipo de receptor e da natureza funcional da célula. Sinalização autócrina Sinalização parácrina Sinalização sináptica Sinalização endócrina Na sinalização autócrina/parácrina, ambas as células (sinalizadora e célula-alvo) fazem parte do mesmo tecido. A molécula sinalizadora (AGENTE LOCAL) se difunde entre elas pelo interstício. Na sinalização sináptica, a molécula sinalizadora (NEUROTRANSMISSOR) é liberada pela célula sinalizadora (pré-sináptica) por exocitose e se difunde para a célula-alvo (póssináptica) pelo espaço da fenda sináptica. Célula pré-sináptica Fenda sináptica Célula pós-sináptica Na sinalização endócrina, a molécula sinalizadora (HORMÔNIO) é levada da célula sinalizadora para a célula-alvo pela corrente sanguínea. Na sinalização autócrina/parácrina, ambas as células (sinalizadora e célula-alvo) fazem parte do mesmo tecido. A molécula sinalizadora se difunde entre elas pelo interstício. Na sinalização endócrina, a molécula sinalizadora é levada da célula sinalizadora para a célula-alvo pela corrente sanguínea. Na sinalização sináptica, a molécula sinalizadora se difunde da célula sinalizadora (pré-sináptica) para a célula-alvo (pós-sináptica) pelo espaço da fenda sináptica. 2

3 Sinalizadores lipossolúveis Receptores de membrana TIPOS DE RECEPTORES Receptores intracelulares Sinalizadores hidrossolúveis ligam-se a receptores na membrana celular da célula-alvo. Sinalizadores lipossolúveis geralmente ligam-se a receptores intracelulares. Sinalizadores hidrossolúveis SINALIZADORES LIPOSSOLÚVEIS receptores intracelulares Difusão do sinalizador através da membrana celular Ligação do sinalizador ao receptor no citosol ou no núcleo Ativação da transcrição de genes primários Ativação da transcrição de genes secundários Os sinalizadores lipossolúveis geralmente exercem suas ações controlando a expressão gênica da célula (e dessa forma as proteínas que ela sintetiza). Por isso, seus efeitos costumam demorar mais para aparecer e depois para desaparecer. RESPOSTA CELULAR RECEPTORES IONOTRÓPICOS (afetam primariamente a atividade elétrica da célula efeito rápido) RECEPTORES METABOTRÓPICOS (afetam primariamente as atividades metabólicas da célula efeito mais prolongado) enzimáticos acoplados a proteínas G Receptor ionotrópico: contém um sítio de ligação para uma molécula sinalizadora E um canal iônico que se abre (ou fecha) quando uma molécula acopla-se ao sítio de ligação. SÍTIO DE LIGAÇÃO + CANAL IÔNICO 3

4 RECEPTORES LIGADOS A CANAIS IÔNICOS (IONOTRÓPICOS) Difusão iônica Receptores ionotrópicos são comuns na comunicação sináptica. Receptores Metabotrópicos Enzimáticos Receptor metabotrópico: contém um sítio de ligação para uma molécula sinalizadora E tem atividade enzimática ou está acoplado a uma enzima. Sítios de ligação ao sinalizador Sítios enzimáticos SÍTIO DE LIGAÇÃO + ENZIMA Em muitas vias sinalizadoras por receptores metabotrópicos, a fosforilação/desfosforilação (adição/remoção de grupos fosfato) tem um papel importante na resposta celular. Receptores Metabotrópicos Ligados a Proteínas G sinalizador receptor proteína G enzima 2 o mensageiro Todos os sistemas de sinalização ligados a proteína G compartilham uma organização comum. 4

5 Receptores Metabotrópicos Ligados a Proteínas G: A Via Adenilciclase: AMP cíclico Receptores Metabotrópicos Ligados a Proteínas G: A Via Fosfolipase C: inositol trifosfato (IP 3 ), diacilglicerol (DAG), cálcio segundos-mensageiros segundo mensageiro Amplificação do sinal: 1 receptor:1000 camp 1 PKA:1000 substratos UM SEGUNDO MENSAGEIRO PODE... Aumentar o cálcio intracelular Controlar canais iônicos Alterar a atividade de enzimas Redirecionar rotas metabólicas Desencadear movimento ENZIMAS ALTERADAS PODEM... Modificar a expressão gênica e a síntese de proteínas Modificar a permeabilidade e a receptividade da membrana Receptor ionotrópico: contém um sítio de ligação para uma molécula sinalizadora e um canal iônico que se abre (ou fecha) quando uma molécula acopla-se ao sítio de ligação. Receptor metabotrópico: contém um sítio de ligação para uma molécula sinalizadora e tem atividade enzimática ou está acoplado a uma enzima. Receptor enzimático: a proteína receptora é também uma enzima ou está acoplada diretamente a uma enzima, que fosforila proteínas e outras moléculas intracelulares. Receptor ligado a proteína G: a proteína receptora está ligada, em sequência, a uma proteína G e a uma enzima de membrana, cuja atividade produz um ou mais segundos mensageiros intracelulares. 5