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sistema de comunicação entre células e tecidos
As células se comunicam basicamente por: contato direto, exemplo: sinapse elétrica;
junções comunicantes do tipo GAP; comunicação por sinais químicos.
Assim, em um organismo multicelular, cada célula depende de outras e, por sua vez, cada
uma influencia as outras. Estas inter-relações celulares são produzidas tanto durante o
desenvolvimento embrionário como na vida pós-natal.
Diferentes vias de propagação de sinais, as quais dependem dos tipos celulares; das
moléculas sinalizadoras; dos receptores participantes.
Ligante->qualquer molécula que se liga a um sítio específico em uma proteína ou outra
molécula.
Receptor->uma proteína ou uma lipoproteína na superfície ou no interior da célula à qual
se liga, de forma específica, à molécula sinalizadora (ligante).
Para se caracterizar como receptor, uma molécula deve ser capaz de reconhecer
especificamente outra molécula (ligante) e de desencadear uma reposta celular, quando
unida com o respectivo ligante. A célula que recebe o ligante é denominada célula-alvo,
sendo a célula sinalizadora aquela que emite o sinal e/ou secreta os ligantes. Portanto, o
ligante atua sobre a célula-alvo através de um receptor.
Diferentes tipos de sinais químicos transmitem a informação entre as células de
organismos multicelulares. Embora todos estes sinais ajam como ligantes que se ligam a
receptores expressos por suas células alvo, há uma variação considerável na estrutura e
na função dos diferentes tipos de moléculas que servem como transmissoras de sinal.
Quatro tipos de substâncias são usualmente utilizados como ligantes (moléculas
sinalizadoras): aminas: epinefrina ou adrenalina; peptídeos: angiotensina II, insulina,
hormônio da paratireóide; esteróides: aldosterona, estrógeno, ácido retinóico; pequenas
moléculas: aminoácidos, nucleotídeos, íons, etc.
Além disso, os ligantes diferem na sua modalidade de ação em suas células-alvo. Alguns
podem cruzar a membrana e se ligar aos receptores intracelulares no citoplasma ou no
núcleo, visto que a maioria das ligações aos receptores são expressas na superfície da
célula alvo (receptores de membrana). Todas as moléculas sinalizadoras (ligantes)
solúveis em água (incluindo neurotransmissores, hormônios e fatores de crescimento),
assim como algumas solúveis em lipídios, ligam-se a receptores específicos na superfície
das células que elas influenciam. Esses receptores de membrana atuam como
transdutores de sinal: se ligam ao ligante e transformam este evento extracelular em um
ou mais sinais intracelulares que alteram o comportamento da célula-alvo. Os receptores
são peças fundamentais em diversos processos que se queira executar, eles são
proteínas em sua maioria. A maioria dos receptores protéicos de superfície celular ou de
membrana (receptores extracelulares) pertence a uma das três classes (receptores dos
canais iônicos, receptores associados à proteína G e os receptores associados a
enzimas).
Canais de água ou aquaporinas: são a principal via de transporte de água para dentro e
para fora da célula. Estão amplamente distribuídos por todo o organismo, embora existam
diferentes isoformas nos diversos tipos celulares. Até agora, já foram identificadas 11
AQPs. A quantidade de água (H2O) que pode entrar ou sair da célula através das AQPs
pode ser regulada pela alteração do número de AQPs na membrana ou de sua
permeabilidade (i. e., pela abertura ou fechamento de comportas). Foi demonstrado que
alterações do pH são um dos fatores capazes de modular a permeabilidade das AQPs.
As AQPs se dividem em dois grupos. Um grupo só é permeável à água. O segundo grupo
é permeável à água e, também, a substâncias de baixo peso molecular. Por permitirem a
passagem de glicerol, os integrantes do segundo grupo são chamados de
aquagliceroporinas. As AQPs se encontram na membrana plasmática na forma de
homotetrâmeros, nos quais cada monômero funciona como um canal de água.
Comunicação dependente de contato: Proteínas ligadas à membrana plasmática de uma
célula podem interagir com receptores de uma célula adjacente. A substancia indutora
não é secretada, ficando na superfície da célula sinalizadora. Neste tipo de sinalização
tanto os ligantes quanto os receptor são proteínas integrais da membrana plasmática.
Não ocorre liberação do ligante para o meio extracelular. Em alguns casos, um segundo
mensageiro é transmitido de uma célula para outra, através de canais protéicos (junções
comunicantes) presentes nas membranas das duas células
Comunicação endócrina: os sinais são hormônios transmitidos a diversas localidades do
organismo via corrente sanguínea. Nesta forma de sinalização, a molécula sinalizadora é
liberada no meio extracelular, atingindo a corrente sanguínea. As células-alvo
encontram-se em tecidos ou mesmo órgão e sistemas distantes da célula sinalizadora,
que recebe o nome de célula endócrina. Neste caso, a molécula sinalizadora é conhecida
como hormônio.
Comunicação parácrina: As moléculas sinalizadoras (mediadores locais) agem em
múltiplas células-alvo, próximas do local de sua síntese. A molécula sinalizadora é
liberada no meio extracelular, ativando somente células vizinhas e que expressam o
receptor para o ligante, presentes no mesmo microambiente. Este tipo de sinalização é
muito comum nos processos alérgicos e inflamatórios. Como exemplos de ligantes
envolvidos na sinalização parácrina podem citar a histamina e as citocinas..
Comunicação neurotransmissoras: o terminal axônico de um neurônio (célula
sinalizadora) se encontra muito próximo do outro neurônio, de uma célula muscular ou de
uma célula secretora (que funciona como células-alvo).
Comunicação autócrina: A célula responde a substâncias liberadas por ela mesma. As
moléculas sinalizadoras são os mediadores locais, como por exemplo, alguns fatores de
crescimento. Neste tipo de sinalização, a molécula sinalizadora é liberada no meio
extracelular, através de exocitose, ativando a própria célula que liberou o ligante. Esta
forma de sinalização celular é comumente encontrada em células do sistema imunológico,
onde podemos destacar a citocina IL-2,que controla, entre outros fatores, a proliferação
celular em resposta a um estímulo antigênico.
Junção ou comunicante ou GAP: estabelece comunicação entre células, permitindo que
os grupos celulares funcionem de modo coordenado e harmônico formando um conjunto
funcional. Nas junções comunicantes, proteínas da membrana chamadas conexinas,
formam túneis minúsculos cheios de líquido, chamados conexonas, que conectam células
vizinhas. Por meio das conexonas, íons e pequenas moléculas conseguem difundir-se do
citosol de uma célula para outra, mas a passagem de moléculas grandes, como as
proteínas intracelulares vitais, é impedida. A transferência de nutrientes e, talvez, de
escórias ocorre por meio das junções comunicantes nos tecidos avasculares, como a
lente do bulbo do olho e a córnea. As junções comunicantes permitem que as células em
um tecido se comuniquem entre si. No embrião, alguns dos sinais elétricos e químicos
que regulam o crescimento e a diferenciação celulares seguem via junções comunicantes.
As junções comunicantes também permitem que os impulsos musculares ou nervosos se
espalhem rapidamente entre as células, um processo que é crucial para a operação
normal de algumas partes do sistema nervoso e para a contração do miocárdio, do trato
gastrintestinal e do miométrio -> os sinais são transmitidos para células imediatamente
adjacentes através das membranas (por componentes lipídicos ou proteicos). Exemplo:
Transmissão da despolarização em células cardíacas.
Canal iônico: Os canais iônicos estão presentes em todas as células, sendo
especialmente importantes para a função das células excitáveis (p. ex., neurônios e
células musculares). São classificados conforme sua seletividade (i. e., conforme os íons
que passam pelo canal). Em um extremo, podem ser altamente seletivos, permitindo a
passagem de um só íon específico. No outro, podem ser não-seletivos, permitindo a
passagem de todosos cátions ou ânions, ou de grupos iônicos. Os canais também são
caracterizados conforme sua condutância, que é, tipicamente, expressa em picosiemens
(pS). A variação dessa condutância é considerável, alguns canais têm condutância de
apenas 1 a 2 pS, e outros chegam a mais de 100 pS. Em alguns canais, a condutância
varia conforme a direção na qual o íon se move. Por exemplo, se o canal tiver maior
condutância quando os íons se movem para o interior da célula, será chamado de
retificador de influxo. Por fim, os canais iônicos podem ser classificados conforme seu
mecanismo de abertura ou fechamento. Os canais iônicos oscilam entre os estados
aberto e fechado. A abertura ou o fechamento dos canais podem ser controlados pela
voltagem da membrana, por agonistas ou antagonistas extracelulares (p. ex., a
acetilcolina é um agonista extracelular que controla a abertura de um canal seletivo para
cátions na placa motora das células musculares esqueléticas), por mensageiros
intracelulares (p. ex., Ca++, ATP, GMPc) e pelo estiramento mecânico da membrana
plasmática. O fluxo de íons através da membrana pode ser regulado pela alteração do
número de canais na membrana ou pela abertura ou fechamento desses canais.
Feedback negativo: quando a concentração de CO2 está muito alta, ocorre eventos
sucessivos para estabilizar na taxa correta, o que é negativo para o estimulo inicial.
Quando a pressão está alta ou baixa demais, o mesmo ocorre. Logo, quando um fator se
torna excessivo ou deficiente, inicia-se o feedback negativo que consiste em uma série de
eventos que restabelecem a taxa correta, resultando na homeostasia.