SINALIZAÇÃO CELULAR

SINALIZAÇÃO CELULARCOMUNICAÇÃO ENTRE CÉLULAS

ORGANISMOS UNICELULARES E PLURICELULARES

Eucariotas

Procariotas

Eucariotas

Procariotas

Aparelho respiratório

O2

O2

Aparelho digestório

Lipídios

CarboidratosProteínas

Aparelho urinário

Células nervosas

Células musculares

Célula

ORGANISMOS UNICELULARES E PLURICELULARES

COMUNICAÇÃO CELULAR

Miocitos

Coração

Propagação do impulso que determina a contração cardíaca.

Comunicação entre segmentos do intestino: coordenação da digestão.

Comunicação localDentro do mesmo tecidoCoordenação entre células

do mesmo sistema

Sistemaendocrino

Liberação de hormônios nacirculação sanguínea

Sistemanervoso

Controle porestimulação diretade órgãos específicos

Comunicação a distancia

Sistemas reguladoresCoordenação entre váriosórgãos e sistemas

Células

SISTEMAS DE REGULAÇÃO

Fluidointersticial

- Temperatura = 37°- Composição iônica: K+, PO4

-...- Osmolaridade = 290 mOsm/l - PH= 7,3-7,4- Glicose- Aminoácidos- Lipídios

Ambiente externo

Ambiente interno

Sistema endócrino

Sistema nervoso

Plasma

Conjunto

de órgãos

Hormônio

Hormônio

Ajustes homeostáticos de forma integrada requer sistemas de comunicação celular

COMUNICAÇÃO INTERCELULAR

Comunicação local entre células vizinhas

Comunicação de sinais fornecidos por sistemas reguladores

SINALIZAÇÃO POR MENSAGEIROS EXTRACELULARES

Comunicação local entre células vizinhas

Comunicação de sinais fornecidospor órgãos reguladores

COMUNICAÇÃO LOCAL: JUNÇÕES GAP

Passagem de íons e moléculas pequenasComunicação bidirecionalFecham em condições de PH alto o Ca2+ elevado

Exemplos:

- Sinapses elétricas- Contração do musculo cardíaco- Movimento peristáltico digestório.

COMUNICAÇÃO LOCAL: SINALIZADORES DEPENDENTES DE CONTATO

Na ausência de sinalização de integrinas a célula é levada á apoptose

COMUNICAÇÃO A DISTANCIA: MENSAGEIRO QUÍMICO EXTRACELULAR

Receptor

Neurotransmissor ou hormônio

Receptor canal Resposta rápida e diretaModificação da voltagem de membrana

+++

Mudança de conformação

Transdução do sinal Cascata de sinalização

Segundomensageiro

Vias bioquímicas especificasModificação da atividade de proteínas.

Resposta a médio prazo

Enzima

Primeiromensageiro

Segundomensageiro

Modificação da atividadede proteínas.

Transcriçãogenica

Resposta a longo prazo

Enzima

Primeiromensageiro

AMPLIFICAÇÃO DAS VIAS CELULARES

ESPECIFICIDADE DA RESPOSTA

O mesmo mensageiro pode ativar diferentes tipos de receptorese as respostas celulares podem ser diferentes

Resposta 1 Resposta 2 Resposta 3

Diferentes mensageiros podem ativar diferentes tipos de receptorese a resposta celular pode ser a mesma

Resposta intracelular

Como pode ter especificidade?

Resposta 2

Célula indiferenciada

Resposta 3

A B C

Resposta 1

ESPECIFICIDADEDA RESPOSTA

Durante o diferenciamento celularcertos genes são silenciados.Cada tipo celular de um certo tecidopossui receptores e proteínas

intracelulares para responderseletivamente ad alguns mensageiros

a b g

Resposta 2

DNA

Tipo celular 1

Resposta 3

A B C

1 2 B C

Resposta 1

a b g

Resposta 2

DNA

Tipo celular 2

Resposta 3

A B C

1 2 B C

Resposta 1

a b g

Norepinefrina (Noradrenalina)

ESPECIFICIDADE DA RESPOSTA

Determinadas populações de neurônios expressam um tipo de receptorpara o mesmo neurotransmissor. Cada tipo de receptor pode ter resposta diferente

MENSAGEIROS HIDROSSOLÚVEIS E LIPOSSOLUVEIS

Mensageiro hidrossolúvel

Transdução do sinalModificação da atividadede varias proteínas

DNA

Novas proteínas

Transcrição eTradução

Segundomensageiro

Enzima

Mensageiro lipossolúvel

MENSAGEIROS EXTRACELULARES

Hidrossolúveis Lipossolúveis

Lipossolúvel

MENSAGEIROS HIDROSSOLÚVEIS: CATECOLAMINAS

Sistema dopaminérgico: motivação e controle do movimento

Área tegmental ventral

Córtex pre-frontal

Nucleo doaccumbens

Substancianegra

Striado

Hipocampo

Sistema noradrenérgico: vigília e atenção

Locus coruelus

Feixe adrenérgicodorsal

Glândula adrenal

Epinefrina e norepinefrina

Circulação sanguínea

Medula adrenal

Células da medula

Modulação nervosa

Sistema adrenérgico: resposta ao estresse

MENSAGEIROS HIDROSSOLÚVEIS: HORMÔNIOS PEPTÍDICOS

ACTH:Produção na pars distalis da hipófise: estimula resposta ao estresse

a-MSHProdução na pars intermédia da hipófise: estimula crescimento neuralProdução na pele : estimula produção de melanina

Endorfinas:Produção na pars distalis da hipófise: analgesia e sensação de bem-estar

MENSAGEIROS LIPOSSOLÚVEIS: HORMÔNIOS ESTEROIDES

Mitocôndria

Pregnenolona

Colesterol

Pregnenolona

EstradiolProgesterona

(Ovário)(Testículo)

Testosterona

(Córtex da glândula supra-renal)

Cortisol Aldosterona

Mensageiros lipossolúveisEles são secretados e atuam paracrinamenteem respostas locais de inflamação.

Eles causam:- Constrição das vias respiratórias- Vasodilatação

- Agregação de plaquetas- Migração de leucócitos

MENSAGEIROS LIPOSSOLÚVEIS: EICOSANOIDES

Estresse

mecânico

Bradicinina

Acetilcolina

Oxido nítrico

Sintase

Guanilil

ciclase

GMPc

Proteína cinase G

Relaxamento muscular

MENSAGEIROS LIPOSSOLÚVEIS: OXIDO NÍTRICO

RECEPTORES CELULARES

Receptores de membranas

- Receptores canais- Receptores acoplados a proteínas G- Receptores com atividade enzimática

Receptores intracelulares

RECEPTORES DE MEMBRANA

RECEPTORES CELULARES

Receptores de membranas

- Receptores canais- Receptores acoplados a proteínas G- Receptores com atividade enzimática

Receptores intracelulares

RECEPTORES CANAIS

RECEPTORES CANAIS ABERTO POR LIGANTE EXTRACELULAR

Receptor para acetilcolina Receptor para glutamato AMPA Receptor GABAergico

Potencial pós-sináptico excitatório

Potencial pós-sináptico excitatório

Potencial pós-sináptico inibitório

RECEPTOR NMDA

RECEPTOR NMDA

RECEPTORES CELULARES

Receptores de membranas

- Receptores canais- Receptores acoplados a proteínas G- Receptores com atividade enzimática

Receptores intracelulares

RECEPTORES ACOPLADOS A PROTEÍNAS G

g

Receptor

Proteína G

Neurotransmissor

Enzima

Reações intracelulares

aGTP

b a

GTP

GDP

g

RECEPTORES ACOPLADOS A PROTEÍNAS G

bg aGDP

bg a

GDP

GTP

bg a b

g aGDP

PO4

RECEPTORES ACOPLADOS A PROTEÍNAS G

RECEPTORES ACOPLADOS A PROTEÍNA G E AMPC

bg aGTP

aGTP

AMPcATP

Proteínacinase A

P

P

K+

Adenililciclase

Sinalização do AMPc

RECEPTORES ACOPLADOSA PROTEÍNA G E AMPC

RECEPTORES ACOPLADOS A IP3 E DAG

SINALIZAÇÃO DO CÁLCIO

bg aReceptor NMDAReceptor

metabotropico

Canal cálciodependente da voltagem

Ca2+

+ + + + +

- - - - -

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+ Ca2+

Ca2+ Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+ ATPase

Canal cálciodependente de IP3

Ca2+ Ca2+ Ca2+

Ca2+ ATPase

Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+

Ca2+ Ca2+ Ca2+

Ca2+ Ca2+ Ca2+

Calsequestrina

Calbidina

Calreticulina

Calnexina

Paravalbumina

SINALIZAÇÃO DO CÁLCIO

bg a

IP3

Receptor NMDAReceptor metabotropico

Canal cálciodependente da voltagem

Ca2+

+ + + + +

- - - - -

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+ Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+ ATPase

Canal cálciodependente de IP3

Ca2+ Ca2+ Ca2+

Ca2+ ATPase

Ca2+

Ca2+

Ca2+ Ca2+ Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Calsequestrina

Calbidina

Calreticulina

Calnexina

Paravalbumina

Ca2+ Ca2+

SINALIZAÇÃO DO CÁLCIO

bg a

IP3

Receptor NMDAReceptor metabotropico

Canal cálciodependente da voltagem

Ca2+

+ + + + +

- - - - -

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+ ATPase

Canal cálciodependente de IP3

Ca2+

Ca2+

Ca2+ ATPase

Ca2+

Ca2+

Ca2+ Ca2+ Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Calsequestrina

Calbindina

Calreticulina

Calnexina

Paravalbumina

Ca2+ Ca2+

Transdução do sinalFosforilação de varias proteínas

Ca2+

Ca2+

SINALIZAÇÃO DO CÁLCIO

bg aReceptor NMDAReceptor

metabotropico

Canal cálciodependente da voltagem

Ca2+

+ + + + +

- - - - -

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+ ATPase

Canal cálciodependente de IP3

Ca2+

Ca2+

Ca2+ ATPase

Ca2+

Ca2+ Ca2+ Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Calsequestrina

Calbindina

Calreticulina

Calnexina

Paravalbumina

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+ Ca2+

Ca2+

Ca2+

SINALIZAÇÃO DO CÁLCIO

bg aReceptor NMDAReceptor

metabotropico

Canal cálciodependente da voltagem

Ca2+

+ + + + +

- - - - -

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+ Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+ ATPase

Canal cálciodependente de IP3

Ca2+

Ca2+

Ca2+ ATPase

Ca2+

Ca2+

Ca2+ Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Calsequestrina

Calbindina

Calreticulina

Calnexina

Paravalbumina

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

SINALIZAÇÃO DO CÁLCIO

bg aReceptor NMDAReceptor

metabotropico

Canal cálciodependente da voltagem

Ca2+

+ + + + +

- - - - -

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+ Ca2+

Ca2+ Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+ ATPase

Canal cálciodependente de IP3

Ca2+ Ca2+ Ca2+

Ca2+ ATPase

Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+

Ca2+ Ca2+ Ca2+

Ca2+ Ca2+ Ca2+

Calsequestrina

Calbindina

Calreticulina

Calnexina

Paravalbumina

CA2+ / CALMODULINA QUINASE

RECEPTORES ACOPLADOS A PROTEÍNAS GT E G0

RECEPTORES ACOPLADOS A PROTEÍNAS GT E G0

RECEPTORES FRIZZLED

Ativos no diferenciação celular

Promovem a expressão degenes específicos que determinam adiferenciação da célulae sua transformação num tipode celular especifica.

RECEPTORES DE TNF

Fatores liberados por mastócitosna resposta inflamatória.

Retroalimentação positiva e amplificação daresposta.

Transcrição de mais de 60 genes que incluemas interleucinas e outra citocinas promotorasde inflamação.

Os glicocorticóides inibe ma inflamaçãoestimulando IkB.

RECEPTORES CELULARES

Receptores de membranas

- Receptores canais- Receptores acoplados a proteínas G- Receptores com atividade enzimática

Receptores intracelulares

RECEPTORES COM ATIVIDADE ENZIMÁTICA INTRÍNSECA

RECEPTORES COM ATIVIDADE ENZIMÁTICA INTRÍNSECA

Insulina Site de ligação

Receptor

Tirosinas

Dímero

Proteínas ativadas

Resposta1

Resposta2

RECEPTORES TIROSINA QUINASE DIMÉRICOS

RECEPTORES TIROSINA QUINASE MONOMÉRICOS

RasProteína G monoméricacom cacidadede ligar-se a GTP e GDP

Fator de crescimentoProvoca autofosforização doreceptor

A sinalização levaà transcrição degenes envolvidosno crescimento eproliferação celular

e na diferenciação

RECEPTORES SERINA/TREONINA QUINASE

TGF-β

-Controla a proliferação, diferenciação celular.

-Segregada por muitos tipos de células, muito pelos macrófagos.

-Atua como um fator anti-proliferativo em células epiteliais.

-Desempenha um papel crucial na regulação do ciclo celular,bloqueando o progresso através G1 fase.

-Serve como fator morfogênico, causando diferenciação celularnuma célula em desenvolvimento.

RECEPTORES GUANILILCICLASES

Peptídeo natriurético

- Produzido pelas células musculares cardíacas.

-Produzido em resposta ao aumento de pressão arterial

-Atividade vasodilatadora

-Aumenta a excreção renal de água e sódio abaixandoa pressão arterial.

RECEPTORES CELULARES

Receptores de membranas

- Receptores canais- Receptores acoplados a proteínas G- Receptores com atividade enzimática

Receptores intracelulares

RECEPTORES INTRACELULARES

Receptores de esteróides

Ligação ao Promotor(Ativação de transcrição)

Ligação ao hormônio

Receptores de esteróides

CITOPLASMA

NUCLEO

dimerização

Receptor ativado

GRE

Ligação ao DNA

mRNA

ProteínasProteínas

Cortisol

Proteínas plasmáticas- Albumina- Transcortina

90-97%

3-10%

Cortisol

Secretado pela glândula adrenal

em situações de: estresse, jejum

Mobilização de reservas energéticas

Hiperglicemia

Plasma

CITOPLASMA

NUCLEO

T3DNA

Receptor do hormônioteiídeo (THR) Receptor do retinóide X

(RXR)

Elemento de resposta ao hormônio tireóideo (TRE)

mRNA

Proteínas

Enzimas gluconeogenicosReceptores b-adrenérgicos

T3

T4

0,5%

0,02%

T3

T4

99,5%

Proteínas plasmáticas

Plasma

T3

T4

Transportadores:- Cotransportador Na+/taurocolado- Transportador anion orgânico- Transportador de monocarboxilatos

3’/5’ monodeiodinase

Hormônios tireoidianos

Secretados pela tireóide durante a termogênese

Mobilização de reservas energéticas

Aumento do consumo de oxigênio

Hiperglicemia

MODULAÇÃO DA SINALIZAÇÃO

Segundomensageiro

Enzima

Proteína 1

Proteína 2

Enzima

Proteína 1

Proteína 2

P

P

P

Proteína cinase A

Proteína fosfatase A

Proteína cinase B

Proteína fosfatase A

Proteína cinase C

Proteína fosfatase C

Resposta celular

MULTIPLICIDADE DE SINAIS

CONVERSAS CRUZADAS

DESSENSIBILIZAÇÃO

UBIQUITINAÇÃO