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Sinalização Celular

Aula de Fisiologia Médica ministrada para o curso de Medicina do Centro Universitário UNIVAG - Várzea Grande/MT
by

Hugo Hoffmann

on 4 September 2014

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Transcript of Sinalização Celular

SINALIZAÇÃO
CELULAR

Prof. M.Sc. Hugo Hoffmann
O corpo humano é composto por cerca de 10 trilhões de células.
A cada minuto, um adulto produz 300 milhões de células, principalmente em tecidos epiteliais e conjuntivos.
O tecido epitelial de revestimento do estômago, por exemplo, é renovado a cada 4 a 7 dias.


Já a epiderme da pele (camada mais superficial) é completamente renovada a cada 15 a 30 dias, dependendo da idade do indivíduo.
A função de todas essas células são estreitamente coordenadas e integradas por
sinais químicos
externos:
Hormônios
Neurotransmissores
Fatores de crescimento
HORMÔNIOS
São substâncias químicas específicas fabricada pelo sistema endócrino (conjunto de glândulas) ou por neurônios altamente especializados e que funcionam como
biossinalizadores
. O termo provem do grego
ormao
que significa evocar ou excitar.
NEUROTRANSMISSORES
São substâncias químicas produzidas pelos neurônios, as células nervosas com a função de
biossinalização
. Agem nas sinapses, que são o ponto de junção do neurônio com outra célula.
FATORES DE CRESCIMENTO
São um conjunto de substâncias, a maioria de natureza proteica que juntamente com os hormônios e os neurotransmissores, desempenham uma importante função na comunicação intercelular.
A função principal dos fatores de crescimento é o
controle externo do ciclo celular
, mediante abandono da quiescência celular (fase G0) e entrada da célula na fase G1.
A função deles não é somente a de estimular a proliferação celular mediante a regulação do ciclo celular, iniciando a mitose, mas também a de
manter
a sobrevivência celular,
estimular
a migração celular, a diferenciação celular e também a apotose.
FATORES DE CRESCIMENTO
Intérfase
Gaps
(Intervalos)
Síntese
Mitose
FATORES DE CRESCIMENTO
Um dos mais conhecidos é a ERITROPOIETINA que controla a eritropoiese, que é a produção de células vermelhas do sangue.
FATORES DE CRESCIMENTO
TODA COMUNICAÇÃO PRODUZ UMA REAÇÃO
COMUNICAÇÃO CELULAR
As células se comunicam por meio da
liberação de moléculas sinalizadoras
extracelulares (hormônios, neutrotransmissores ou fatores de crescimento) que se ligam a
proteínas receptoras
, localizadas:
Na membrana plasmática.
No citoplasma.
No núcleo.
MOLÉCULAS SINALIZADORAS
PROTEÍNAS RECEPTORAS
se ligam
PRODUZ UM SINAL QUE SERÁ CONVERTIDO EM
ATIVAÇÃO
INATIVAÇÃO
de um ou mais mensageiros intracelulares
isso
A capacidade da célula em
responder
a molécula sinalizadora específica depende da expressão de
receptores
que se ligam a molecula sinalizadora com alta afinidade e especificidade.
As
células beta
são células endócrinas nas ilhotas de Langerhans do pâncreas. Elas são responsáveis por sintetizar e secretar o hormônio
insulina
.


A DM tipo 1 é causada pela destruição ou disfunção das células beta. Na DM tipo 2 (não-insulino-dependente), as células beta diminuem ao longo do tempo.
SINALIZAÇÃO CELULAR E DIABETES
A insulina é o hormônio responsável pela redução da glicemia (taxa de glicose no sangue) ao
promover
o ingresso de glicose nas células.

Se liga ao receptor e estimula o aumenta da
permeabilidade celular
à glicose. Algo marcante nas células musculares que são pouco permeáveis à glicose em condições de repouso.
SINALIZAÇÃO CELULAR E DIABETES
SINALIZAÇÃO CELULAR E DIABETES
"Nenhum homem é uma ilha"
(John Donne)
Para sobreviver a célula precisa:
Se comunicar;
Monitorar as condições de seu ambiente; e
Responder corretamente a uma infinidade de diferentes estímulos que atingem sua superfície.
Se, por um lado, o entendimento da sinalização celular requer o conhecimento prévio de outros tipos de atividades celular,
por outro um discernimento sobre a sinalização celular mostra que atividades celulares aparentemente independentes estão, na verdade, relacionadas.
Pela
origem
dos sinais químicos e a
localização
dos seus receptores, podemos distinguir três modos gerais de sinalização:
Sinalização Autócrina
Sinalização Parácrina
Sinalização Endócrina
SINALIZAÇÃO AUTÓCRINA
As células respondem às moléculas de sinalização que
elas próprias secretam
.

A regulação autócrina do crescimento desempenha um papel na regeneração
hepática
e na proliferação de
linfócitos
estimulados por antígenos.
SINALIZAÇÃO AUTÓCRINA
As células tumorais frequentemente produzem quantidades excessivas de fatores de crescimento (um tipo de sinal químico na comunicação celular) e seus receptores. Assim, estimulam sua própria proliferação.
SINALIZAÇÃO PARÁCRINA
Ocorre quando uma célula produz sinais químicos que agem apenas em células-alvo adjacentes que expressam o receptor apropriado.

As células-alvo estão próximas à célula produtora do sinal químico e geralmente são de tipo diferente.
SINALIZAÇÃO PARÁCRINA
Esse tipo de estimulação é comum no reparo de feridas de tecido conjuntivo, em que um fator produzido por um tipo celular (ex: macrófago) exerce seu efeito de crescimento sobre células adjacentes (ex: fibroblasto).
SINALIZAÇÃO PARÁCRINA
Ela é necessária também para a replicação do hepatócito durante a regeneração hepática e para os efeitos Notch no desenvolvimento embrionário, na cura de feridas e na renovação de tecidos.
EFEITO NOTCH
A via de sinalização Notch é uma via de sinalização celular que atua principalmente no desenvolvimento de células embrionárias, coordenando a diversificação celular.

Notch é um receptor localizado na membrana celular que, quando ativado, faz a célula produzir proteínas que inibem a própria diferenciação
SINALIZAÇÃO ENDÓCRINA
Os hormônios sintetizados por células de órgãos endrócrinos atuam sobre células-alvo distantes de seu local de síntese, sendo geralmente, transportadas pelo sangue.

Fatores de crescimento também podem circular e atuar em locais distantes (ex: HGF).
VIAS DE TRANSDUÇÃO DE SINAL
A adesão de um sinal químico ao seu receptor desencadeia uma série de eventos pelos quais os sinais extracelulares são transduzidos na célula, resultando em alterações na expressão do gene.
EFEITOS DA ATIVAÇÃO DE UM RECEPTOR CELULAR POR UM SINAL QUÍMICO
Embora moléculas receptoras individuais possam transduzir alguns sinais após adesão ao sinal químico, a sinalização envolve, tipicamente, o agrupamento de duas ou mais moléculas receptoras pelo sinal químico.
transportador de glicose sensível à insulina
GLUT4 vai à superfície em poucos minutos após estimulação
estímulos
reações
sobrevivência
funcionalidade
diferencial
diferenciação
divisão
morte
célula
(sinais químicos)
A união de uma molécula sinalizadora a seus receptores específicos desencadeia uma série de reações no interior das células (transdução de sinal).

O resultado final dessa série de reações depende não só do estímulo recibido, senão de muitos outros fatores, como o estado celular, a situação metabólica da célula, a presença de patógenos, o estado metabólico da célula, etc.
TIPOS DE RECEPTORES CELULARES
TRANSMEMBRANA
NUCLEARES
São proteínas que se estendem por todo a espessura da membrana plasmática da célula, com um extremo do receptor fora da célula (domínio extracelular) e outro extremo do receptor dentro (domínio intracelular).
Quando o domínio extracelular reconhece a um hormônio, a totalidade do receptor sofre uma mudança em sua conformação estructural que afeta ao domínio intracelular, conferindo-lhe uma nova ação.
São proteínas solúveis localizadas no citoplasma ou no núcleo celular. O hormônio que passa através da membrana plasmática alcança o receptor e inicia a cascata de sinais.
Os receptores nucleares são ativadores de transcrição ativados por ligantes, que se transportam com o ligante ao hormônio, que passam através da membrana nuclear ao interior do núcleo celular e ativam a transcrição de certos genes e portanto a produção de uma proteína.
Os ligantes típicos dos receptores nucleares são hormônios lipofílicos como os hormônios esteróides, por exemplo a testosterona, a progesterona e o cortisol, derivados da vitamina A e vitamina D.

Estes hormônios desempenham uma função muito importante na regulação do metabolismo, nas funções de muitos órgãos, no processo de desenvolvimento e crescimento dos organismos e na diferenciação celular.
PROTEÔMICA
"O proteoma reflete a expressão funcional do genoma, ou seja, o estado atual de funcionamento de um determinado sistema biológico em condições fisiológicas específicas. [...]

A proteômica tem sido considerada, atualmente, a ferramenta mais apropriada para se entender o funcionamento dos genes, pois analisa o produto final do genoma. [...] Esses novos conhecimentos estão relacionados às vias de sinalização celular, aos conjuntos de proteínas reguladoras, às modificações pós-traducionais, bem como aos estados de células e organismos11 em contextos de saúde e de doença."
Rev. Assoc. Med. Bras., 58:3, 2012, p. 377
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