Biologia Celular e Histologia - Sinalização Celular

[Música] Olá estudantes do curso de especialização em neurociências estamos aqui para mais um encontro o encontro de hoje será sobre comunicação e sinalização celular eu sou a professora Gláucia de Castro no Encontro de hoje nós abordaremos a comunicação celular a coordenação das atividades celulares moléculas sinalizadoras receptores receptores intracelulares receptores de superfície celular receptores Associados a proteína G proteína G receptores enzimáticos e receptores Associados a enzimas abordando então a sinalização uma coisa que é importante saber que são proteínas presentes nas células que são as responsáveis pelos processos de sinalização celular então essas proteínas muitas vezes podem

ser canais essas proteínas estão presentes de forma geral na membrana plasmática das células efetoras no caso de neurônios e essa comunicação entre as células vai levar então ativação de células e órgãos alvo como movimentação através da ativação de movimentação de células musculares bom assim nós temos que a coordenação das atividades celulares ela é dependente da sinalização pensando numa cena célula né então nós temos os estímulos de luz de temperatura pressão ou qualquer sinal extrínseco que vai então atuar por meio de liberação de íons liberação de hormônios fatores de crescimento que são proteínas que atuam na

sobrevivência e desenvolvimento celular e também neurotransmissores assim as nossas células aquelas células que nós vimos que compõem o tecido nervoso vão atuar na comunicação celular para a coordenação das atividades celulares através da comunicação celular bom essa coordenação das atividades celulares ela vai se dar a partir de sinais extrínsecos fazendo controles sem que haja necessariamente a regulação gênica mas sim através da ativação de metabolismo lipídico de carboidratos contração de músculo estriado ou abertura de canal iônicos também pode atuar através do controle de expressão gênica que no caso vai acontecer com a maioria dos sinais assim nós

temos um estímulo que estímulo pode ser luz pode ser o som não é qualquer estímulo externo vai fazer com que a gente tenha a síntese e a liberação do sinal assim nós temos a produção de uma molécula sinalizadora ou de um ligante esse ligante Então ele pode ser liberado por exocitose pode ser liberado pleno contato através de célula célula ou através da difusão no meio extra celular Qualquer que seja a forma de liberação desta molécula sinalizadora ele vai induzir uma resposta na célula alvo que pode modificar o metabolismo celular a função desta célula ou a

divisão celular Mas afinal de contas O que são as moléculas sinalizadoras ou ligantes são moléculas que vão desencadear o sinal ou seja elas vão estimular alguma resposta na célula alvo em geral essas moléculas sinalizadoras elas vão atuar embaixo a concentração e elas podem ser hormônios fatores de crescimento ou citocinas neurotransmissores no caso atuando via receptores numa ligação de alta afinidade por outro lado essas moléculas sinalizadoras elas dependem de outras proteínas denominadas receptores esses receptores portanto são proteínas presentes na célula alvo que vão se ligar a molécula sinalizadora podem ser do tipo intracelular que atua ouviu

para pequenas moléculas e moléculas hidrofóbicas ou seja aquelas que não se misturam com água e receptores de superfície celular que atuam através de moléculas hidrofílicas aqui nós podemos ver um ligante uma molécula sinalizadora se reunindo ao seu receptor bom então via de regra Como que atua a sinalização celular né como funcionam os receptores então nós temos uma molécula sinalizadora hidrossolúvel ela vai utilizar na sinalização celular receptores transmembrana ou seja com domínio Extra celular e um domínio intracelular molécula sinalizadoras lipossolúveis vão atuar através de receptores intracelulares quaisquer que sejam esses receptores eles vão desencadear uma resposta

na célula alvo e via de regra eles podem desencadear a ativação da expressão gênica bom então para entender um pouquinho melhor sobre os receptores nós começamos com os receptores intracelulares ou seja receptores que atuam no interior da célula então esses receptores estão presentes ou no citoplasma ou ainda no núcleo a molécula sinalizadora que é lipossolúvel ela é carreada pela corrente sanguínea por meio de proteínas por ela ser lipossolúvel ela pode atravessar a membrana plasmática e vai se reunir ao seu receptor presente no citoplasma ou no núcleo uma vez ligado a esse receptor eles vão atuar

como fator de transcrição ou seja um fator capaz de alterar a expressão a expressão gênica bom e Como atuam esses receptores intracelulares ou seja citoplasmáticos ou nucleares eles vão atuar em hormônios esteroides que são responsáveis pelas características sexuais secundárias ou ainda o cortisol são responsáveis pela vitamina D na regulação do metabolismo de cálcio responsáveis pelos hormônios tireoidianos promovendo aumento da taxa metabólica responsáveis pela atuação de retinóides que são precursores de pigmentos visuais e também vão atuar tanto no crescimento como no desenvolvimento e também auxiliando na diferenciação celular e gases como óxido nítrico que atuam no

relaxamento do músculo liso então nós temos aqui um exemplo de Como atuam o Como atua o cortisol o cortisol também conhecido como hormônio de stress do estresse ele é liberado próximo a membrana plasmática ele atravessa essa membrana plasmática e o seu receptor encontra-se no citoplasma associado a proteínas inibitórias quando ocorre a ligação do cortisol ao receptor do cortisol que pode ser o minerá-lo corticoide ou glicocorticoide ele então alcança o núcleo ele passa para o interior do núcleo onde ele vai atuar em regiões específicas do DNA desencadeando então a expressão gênica bom um outro tipo de

receptor é o receptor de superfície celular Como eu disse anteriormente esse receptor ele atua como molécula sinalizadoras hidrossolúveis ou hidrofílicas presentes esses receptores estão na membrana plasmática e compreende uma domínio Extra celular e um domínio intracelular esses receptores é o que a gente chama de cascata de sinalização onde eles atuam como transdutores de sinais e esses transdutores estão O que é uma transdução de sinal é a modificação de um sinal recebido então a molécula sinalizadora ela vai se ligar um receptor presente na membrana plasmática e o que ocorre Então esse receptor se ativa e ele

vai então transmitir o sinal ao longo de uma cadeia de proteínas ocorre a amplificação de sinal de ativação de outras proteínas a integração deste sinal sua propagação ao longo da célula e isso pode desencadear o ancoramento desta célula a modulação de sinais ou de respostas e também a ativação gênica esses receptores eles atuam principalmente através de cascata de sinalização celular via fosforilação e descosforilação eu trouxe um exemplo aqui para vocês onde nós temos uma proteína que nasce através do uso de dadenosina trifosfato ela vai ser fosforilada se tornando ativa essa proteína se trata por exemplo

de uma fosfatase que irá desfosforelar uma proteína que anteriormente estava inativa fosforilada que a gente pode ver o fosfato e através dessa desfosforilação ela ativa uma terceira proteína Então o que a gente vê são reações em cadeia de fosforilação e descosforilação na ativação e inativação de proteínas então é muito importante que tenhamos em mente que as quezes promovem a fosforilação e as fosfatazes promovem a desconforilação assim nós temos vários tipos de receptores de superfície celular que voa através de moléculas hidrossolúveis na transdução de sinais são os receptores Associados a canais iônicas receptores Associados a proteína

G receptores Associados a enzimas e receptores enzimáticos então esses receptores Associados a canais iônicos são denominados receptores e eunotrópicos e receptores Associados a proteína g ou receptores Associados a enzimas ou enzimáticos são denominados receptores metabotrópicos bom então nós iniciamos por entender melhor o mecanismo de ação dos receptores Associados a proteína G esses receptores eles constituem a maior família de receptores de superfície celular aproximadamente 70% da sinalização celular ela vai se dar através de receptores Associados a proteína G é interessante observar que nessa família o mesmo ligante ele pode ativar diferentes membros da mesma família é

o caso por exemplo dá acetilcolina aqui nós temos uma molécula de acetilcolina né no caso a acetilcolina quando ligada a receptores Associados a proteína G no coração ela pode modular os batimentos cardíacos por outro lado acetilcolina quando associada a receptores Associados a proteína G nas glândulas salivares elas podem desencadear a secreção da saliva só para vocês terem ideia da diversidade de ação desse tipo de receptor esse receptor como vocês podem observar aqui ele tem um domínio Extra celular que vai se ligar a molécula sinalizadora sete domínios um domínio intracelular Então como vocês podem observar aqui

em cinza a gente tem a membrana plasmática o que vai ocorrer é após a ligação da molécula sinalizadora essa porção intracelular ou voltada para o citoplasma ela se ativa uma vez ativado o receptor ele vai ativar uma outra proteína denominada proteína G3 médica a proteína G trimérica Ela é formada por três subunidades A subunidade alfa beta e Gama e ela vai alterar as concentrações de segundos mensageiros Como por exemplo o a mp cíclico e o cálcio Aqui nós temos uma imagem da proteína G onde nós podemos observar a sua subunidade Alfa que pode estar ligado

a uma guanina trifosfato ou quando inativada ligada a uma guanina de fosfato a sua subunidade Beta e a sua subunidade Gama e nós temos aproximadamente três três principais famílias de proteínas G nós temos a proteína G estimulatória cujo mecanismo de ação compreende a ativação da enzima A denílio ciclase e a síntese de MP cíclico que são no caso atuam por essa via de sinalização os receptores adrenérgicos Beta um a serotonina a dopamina endocanabinoides e acetilcolina a proteína GQ que ativa a fossa lipase produzindo fosfato atuam por essa via de sinalização os receptores adrenérgicos beta 2

glutamato metabotrópico serotonina acetilcolina nos seus receptores muscarínicos E a proteína Gi ou G inibitória que vai inibir a denílio ciclase e fecha os canais de cálcio que atuando por essa via os receptores colinérgicos de células do nódulo atrial Então como que atua essa proteína G nós temos aqui o receptor né aqui em cinza a membrana plasmática esse receptor no caso está inativo assim como a proteína como que nós falamos que ela está inativa porque ela está ligada a um gdp após a ligação da molécula sinalizadora ao receptor nós temos ativação do receptor em seu domínio

intracelular ele vai fazer com que a subunidade Alfa da proteína G troque o gdp por um gtp ativando A subunidade alfa e também a subunidade Beta e Gama e a partir daí essas subunidades vão atuar na sinalização celular bom a proteína já estimulatória ela vai Como eu disse anteriormente ela vai ativar a denílio ciclase promovendo a síntese de odudu a mp cíclico a partir do ATP né todos os receptores que atuam via a mp cíclico são Associados a proteína G eles vão atuar através de ativação da proteína que nasce a ou proteína que nasce dependente

do MP cíclico então neste caso nós temos ativação do receptor após a ligação da molécula sinalizadora ativação da subunidade Alfa da proteína G com a troca de gdp por gtp vai ativar então a Denilson ciclase que irá produzir o MP cíclico a partir do ATP o que vai ocorrer é que a proteína que nasce a ou dependente do MP cíclico vai se ligar a sua subunidade inibitórias esse MP5 liberando a subunidades ativadas para que fosfolirem outras proteínas ou então ativem a transcrição gênica o outro tipo de proteína G é a proteína GQ nesse caso ela

vai atuar através de outra enzima que é a fósforo lipase produzindo etógrafo fosfato Então o que faz uma proteína GQ né ela vai atuar através de fosfolipídios de inositol que a partir da ligação do ligante a proteína GQ ocorre então a clivagem do fosfatidil-nositoltrifosfato em duas moléculas onositol trifosfato e o diacilglicerol o inositol trifosfato ele é uma molécula hidrossolúvel que se difunde pelo citoplasma e vai se ligar a canais de cálcio presentes então no retículo endoplasmático aumentando fazendo com que esses canais se abram e realmente a concentração de cálcio presente no citoplasma que a gente

tem uma molécula do inosofato já o dia Sil glicerol ele permanece ligado a membrana plasmática e ele atua como um sinalizador intracelular ativando a proteína que nasce C ou proteína dependente de cálcio ou cálcio dependente né ativando Então essa PK c da através da combinação do dia Sil glicerol e também do cálcio Aqui nós temos uma imagem para observar como acontece essa cascata de sinalização após a ligação da molécula sinalizadora nós temos ativação intracelular do receptor a ativação da proteína GQ que vai por sua vez ativar a fósforo lipase e a fósforo e base ela

vai clivar o fosfatidiano então liberando uma molécula gnositor fosfato e a molécula de ácido glicerol que fica ligada a membrana plasmática o idoso tócrifosfato por sua vez se liga a canais dependente do hospital trifosfato de cálcio fazendo com que sejam liberados do retículo endoplasmático aumentando a concentração intracelular de cálcio e esse cálcio vai se ligar a proteína que nasce C juntamente com diacildo glicerol tornando-a ativa e fazendo com que ela então vá fosforilar outros substratos bom E aí nós passamos a um outro tipo de receptores de superfície celular que também atuam né com moléculas hidrofílicas

que são os receptores enzimáticos ou Associados a enzimas neste caso nos receptores enzimáticos ou Associados a enzimas nós temos um domínio Extra celular que vai se associar ao ligante na superfície celular e um domínio intracelular ou citoplasmático ele próprio com atividade enzimática intrínseca ou que pode se associar a uma enzima então Aqui nós temos dois receptores esses receptores após a ligação de número de moléculas sinalizadoras ele se ativam e eles passam então atuar como que nasces ou como fosfatases por outro lado a receptores que após a ligação da molécula sinalizadora eles vão ativar uma acnase

ou uma fosfatase Então o que é de interesse nas neurociências é que nós temos uma grande família de tirosina que nasces que vão atuar na sinalização celular de fatores de crescimentos o crescimento ou hormônios hidrossolúveis então nós temos o fator de crescimento epidérmico que também atua no tecido nervoso durante a diferenciação celular nós temos o receptor da insulina hormônio hipoglicemiante o fator de crescimento nervoso o fator de crescimento derivado de plaquetas importante na diferenciação celular de células nervosas o fator de crescimento de fibroblasto também é importante para a proliferação de células precursoras neurais o fator

de crescimento em tutorial vascular importante para vasculação da vascularização e a efrina bom e nós também temos uma família de receptores Associados a enzimas que são receptores em geral que atuam como mediadores locais como é o caso de citocinas então nós temos duas famílias de tirosinaquinases atuando com esses receptores a sarkinazes e ajanos que nasce Então o que vai ocorrer no caso dessas famílias é associação de diferentes receptores como nós podemos ver aqui a diferentes membros dessas famílias desencadeando uma variedade de sinalização celular então Aqui nós temos os receptores de vários fatores de crescimento e

citocinas dependendo da combinação dos diferentes membros da família jonoskinase nós vamos ter então um tipo de resposta e ativação de ativadores da transcrição gênica de uma família denominada status e que vão para o interior do núcleo ativando diferentes genes aqui eu só trago um exemplo para vocês desses receptores Associados a enzima dos da família de intérforos Gama alfa e beta e L6 como vocês podem ver aqui no receptor do interfere no Gama a gente tem Associação dos membros já que o jak2 da família Jonas kinazzi ativando e fosforilando start 1 que vai fazer então com

que haja respostas específicas ao interfone um Gama já o interfone alfa e beta a gente tem outros dois membros já que um e o taek 2 ativando start 1 start 2 que por sua vez vão ativar outros tipos de genes né E aí ele fez também ativando já que um e já que dois mas que por sua vez vai ativar está de três bom que que é importante da gente saber desse tipo de cascata de sinalização no intérfeno Gama a gente tem o desencadeamento de respostas inflamatórias já o incéfano alfa e beta a gente tem

o desencadeamento de respostas pró-inflamatórias e isso vai ser fundamental por exemplo como no caso de doenças neurodegenerativas como a esclerose múltipla onde a gente tem o ataque é o sistema nervoso central promovido principalmente por estímulo interno Gama mas o tratamento da esclerose múltipla ele é feito com os interfanos alfabeto só para vocês verem o antagonismo da resposta é diversificação dela bom então o que é importante de vocês entenderem dessa aula nós temos moléculas sinalizadoras hidrossolúveis que vão atuar através de receptores transmembrana esses receptores possuem um domínio Extra celular que vai se ligar a molécula sinalizadora

e um domínio intracelular que será ativado e vai desencadear uma cascata de sinalização essa cascata de sinalização ela vai provocar uma resposta na célula alvo e pode levar a expressão gênica temos também as moléculas sinalizadoras lipossolúveis que uma vez atravessam a membrana plasmática por serem lipossolúveis chegando ao interior das células a gente pode ter os receptores intracelulares citoplasmáticos ou nucleares no caso uma vez havendo a associação entre entre moléculas sinalizador e receptor eles formam um fator de transcrição que vai levar alteração da expressão gênica e uma resposta na célula alvo esta então é a nossa

bibliografia para que vocês possam entender melhor essa aula eu agradeço a atenção de todos [Música]