UNIVERSIDADE DOS AÇORESDEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS

PRINCÍPIOS DA SINALIZAÇÃO CELULAR

Fernando Pires

PRINCÍPIOS DE SINALIZAÇÃO CELULAR

As células individuais especializam-se para desempenhar funções fisiológicas, tais como:

1- Secreção

2- Contracção

Para coordenarem as suas actividades, as células, necessitam de receber e emitir sinais

FORMAS DE COMUNICAÇÃO ENTRE AS CÉLULAS

1- Sinais químicos difundidos

2- Contacto directo (membranas plasmáticas)

3- Contacto citoplasmático directo (gap junctions)

FORMAS DE COMUNICAÇÃO ENTRE AS CÉLULAS

1- Sinais químicos difundidos:

- Comunicar à distância

2- Contacto directo (membranas plasmáticas):

- Reconhecimento de célula a célula

(ex. desenvolvimento embrionário)

3- Contacto citoplasmático directo (gap junctions):

- Propagação da excitação eléctrica

FORMAS DE COMUNICAÇÃO ENTRE AS CÉLULAS

1- Parácrina e autócrina (mediadores locais)

2- Endócrina

3- Sináptica (neurócrina)

FORMAS DE COMUNICAÇÃO ENTRE AS CÉLULAS

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FORMAS DE COMUNICAÇÃO ENTRE AS CÉLULAS

FORMAS DE COMUNICAÇÃO ENTRE AS CÉLULAS

1- Parácrina e autócrina (mediadores locais)

- Origem: Células individuais

- Distância curta

- Alguns sinais actuam

sobre a própria célula

(sinalização autócrina)

- Moléculas sinal: Destruídas por enzimas celulares ou absorvidas por células-alvo

FORMAS DE COMUNICAÇÃO ENTRE AS CÉLULAS

2- Sinalização endócrina:

Glândulas especializadas: - Glândulas endócrinas

Químicos secretados:

- Hormonas

Veículo: Sangue

Actuam: Nas células-alvo (longe da célula secretora)

FORMAS DE COMUNICAÇÃO ENTRE AS CÉLULAS

3- Sinalização sináptica

- Terminal nervoso

- Fenda sináptica

(20 nm)

- Célula-alvo

- Vesículas sinápticas

SINAIS QUE ESTIMULAM A SECREÇÃO HORMONAL

1- Nível de um determinado constituinte no sangue

2- Nível circulante de outras hormonas

3- Regulação directa pela actividade nervosa

SINAIS QUE ESTIMULAM A SECREÇÃO HORMONAL

1- Nível de um

determinado

constituinte no

sangue

SINAIS QUE ESTIMULAM A SECREÇÃO HORMONAL

2- Nível circulante

de outras hormonas

CORTEX CEREBRAL

SINAIS QUE ESTIMULAM A SECREÇÃO HORMONAL

3- Regulação directa pela actividade nervosa

HORMONA-RECEPTOR

A capacidade de uma célula responder a uma hormona depende da especificidade do receptor!

[Hormonal no sangue] Muito baixa ↓↓↓

Ligação hormona-receptor:

Específica e eficaz!

SINALIZAÇÃO CELULAR

Desvantagens da difusão de sinais químicos a longas distâncias:

- Efeito não se restringe a uma única célula

- Velocidade de sinalização é baixa

Na maioria das situações: Sem importância

Nalguns casos: É necessário uma sinalização rápida e discreta

SINALIZAÇÃO SINÁPTICA

Sinalização rápida a longa distância

Através de células nervosas

Com contacto directo

com as suas

células-alvo

SINALIZAÇÃO SINÁPTICA

Processo de sinalização rápida a longa distância designa-se por: sinalização sináptica

Sinapse:

Zona de contacto entre a

terminação do nervo e a célula-alvo

SINALIZAÇÃO SINÁPTICA

Cada célula nervosa possui um axónio

Axónio pode ramificar-se contactando múltiplas células-alvo

Transmissão através de grandes distâncias:

Potencial de acção

Corpo celular terminação nervosa

SINALIZAÇÃO SINÁPTICA

Ao atingir terminação nervosa:

- P.A. → liberta neurotransmissor

- Difusão a curta distância → 20 nm

SINALIZAÇÃO SINÁPTICA

Neurotransmisores:

- Localizam-se abaixo da terminação nervosa

- Actuam em quantidades mínimas

- Não afectam as células vizinhas

SINAIS QUÍMICOS UTILIZADOS PELAS CÉLULAS-ALVO

a- Hidrossolúveis ou hidrofóbicos

b- Massa molecular:

- Reduzida (ex.: NO e glicina)

- De grande dimensão (ex.: GH)

c- Moléculas hidrossolúveis derivadas de AA

(ex.: péptidos, proteínas, aminas biológicas)

d- Moléculas hidrófobas (PG, H.esteróides e H. tiróideia)

MOLÉCULAS DE SINALIZAÇÃO

a- Armazenadas em vesículas antes de secretadas

b- Armazenadas em conjugação com uma proteína

c- Secretadas à medida que vão sendo sintetizadas

d- Transportadas ligadas a proteínas plasmáticas

MOLÉCULAS DE SINALIZAÇÃO

a- Armazenadas em vesículas antes de secretadas:

- Muitas hormonas (ex.: adrenalina e ADH)

- Neurotransmissores (ex.: acetilcolina)

b- Armazenadas em conjugação com uma proteína

- Moléculas muito lipossolúveis (ex.: H. tiróideia)

MOLÉCULAS DE SINALIZAÇÃO

c- Secretadas à medida que vão sendo sintetizadas:

- Hormonas muito lipossolúveis:

(ex.: H. esteróides e PG)

d- Transportadas ligadas a proteínas plasmáticas

- Hormonas muito lipossolúveis devido á sua baixa solubilidade em meio aquoso

(ex.: H. esteróides e H. tiróideia)

TIPOS DE RECEPTORES

Membranários ►

◄ Citoplasmáticos

TIPOS DE RECEPTORES

Célula pode possuir uma grande variedade de receptores

Resposta a um sinal depende do tipo de receptor envolvido

Um mediador químico pode produzir diferentes respostas em tipos celulares diferentes:

- Depende do tipo de receptor envolvido!

TIPOS DE RECEPTORES

A libertação de acetilcolina:

- Pelas terminações nervosas das fibras motoras:

Contracção do músculo esquelético

- Pelo nervo vago:

Redução do ritmo cardíaco

TIPOS DE RECEPTORES

Receptores presentes no músculo esquelético:

Nicotínicos

Receptores presentes no coração:

Muscarínicos

Diferença de acção do mesmo mediador em tecidos diferentes depende do tipo de receptor

TRANSDUÇÃO DO SINAL

Transdução do sinal: resposta fisiológica que se segue à ligação da molécula sinalizadora ao receptor

A ACTIVAÇÃO DO RECEPTOR PODE ALTERAR A ACTIVIDADE DA CÉLULA

1- Abertura de um canal iónico e modulação do potencial da membrana

2- Activação directa de um enzima ligada à membrana

3- Activação de um receptor ligado a uma proteína G, a qual pode modular um canal iónico ou alterar a concentração intracelular de um composto específico, o 2º mensageiro

4- Activação de um receptor intracelular de forma a modular a transcrição de genes específicos

A ACTIVAÇÃO DO RECEPTOR PODE ALTERAR A ACTIVIDADE DA CÉLULA

1- Abertura de um

canal iónico

2- Activação directa de

um enzima

3- Activação de um

receptor ligado a

uma proteína G

4- Activação de um

receptor intracelular