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
Comunicação célula-célula Silverthorn, D U. Fisiologia Human, 5 ed. Artmed
Comunicação célula-célula Comunicação local: autócrina e parácrina Silverthorn, D U. Fisiologia Human, 5 ed. Artmed
Comunicação célula-célula Comunicação de longa distância: endócrina/humoral Silverthorn, D U. Fisiologia Human, 5 ed. Artmed
Comunicação célula-célula Comunicação de longa distância: sináptica Silverthorn, D U. Fisiologia Human, 5 ed. Artmed
Comunicação célula-célula Comunicação de longa distância: neurócrina Silverthorn, D U. Fisiologia Human, 5 ed. Artmed
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Uma célula não pode responder a um sinal químico se ela não contém o receptor apropriado para aquele sinal! RESPOSTA SEM RESPOSTA
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
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.
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!!!
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
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
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.
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
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.
Cascatas de Sinalização Uma via de transdução de sinal ocorre na forma de uma sequência de eventos intracelulares ou efeito cascata.
Cascatas de Sinalização Silverthorn, D U. Fisiologia Human, 5 ed. Artmed
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;
1. Receptores associados a canais iônicos (canais iônicos dependentes de ligante); Ex: receptor para acetil colina no músculo esquelético
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
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.
3. Receptores acoplados à proteína G;
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
Sistema prot G- Adenilato Ciclase Modificado de Silverthorn, D U. Fisiologia Human, 5 ed. Artmed
Sistema prot G- fosfolipase C Modificado de Silverthorn, D U. Fisiologia Human, 5 ed. Artmed
Alguns receptores acoplados a Prot G podem ativar canais iônicos. Modificado de Silverthorn, D U. Fisiologia Human, 5 ed. Artmed