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Biossinalização
Biossinalização é a comunicação entre as células por meios químico-moleculares. Controlam todas as características funcionais das células. Na membrana, há interações entre os elementos extra e intracelulares. Os Ligantes (no meio extracelular), podem ser hormônios e proteínas que não entrarão na célula, mas que vão interagir com as proteínas transmembrônicas (os receptores). Esses receptores vão passar o primeiro sinal (do ligante) para dentro da célula. ⬩ Agonistas : exercem o mesmo papel dos hormônios; ⬩ Antagonistas : impede o sinal de exercer sua função; ⬩ Agonista Inverso: exercem papel inverso do hormônio. No caso da fecundação, a proteína ligante é a localizada no acrossoma do espermatozóide que ao interagir com o receptor, ele muda sua conformação (o que significa que o sinal está passando para o meio intracelular). Assim, há interação do receptor com uma outra proteína (localizada no meio intracelular). Primeiro mensageiro : ligante que não entra na célula, ou melhor estimula o segundo mensageiro; Segundo mensageiro : é a segunda proteína, estimulada pela primeira. ⤿ São as reações químicas que acontecem dentro da célula para haver a resposta celular. Os hormônios (maioria são proteínas), por exemplo, interagem com seus receptores específicos (primeiro mensageiro), e os receptores mandam um sinal para o meio intracelular e gera uma resposta (segundo mensageiro). Os hormônios NÃO entram nas células. Defeitos nas proteínas sinalizadoras ou na regulação de sua síntese e degradação podem prejudicar a regulação do ciclo celular e levar à formação de tumores (câncer).
1. CARACTERÍSTICAS TRANSDUÇÃO DE SINAL
ESPECIFICIDADE : cada sinal possui o seu receptor específico. AMPLIFICAÇÃO : Quando enzimas ativam enzimas, o número de moléculas afetadas aumenta geometricamente na cascata enzimática. A partir do sinal de um ligante há a resposta amplificada, desenvolvendo um efeito cascata. MODULARIDADE : dois sinais, gerados por hormônios diferentes, se ligam a receptores diferentes (graças ao processo de especificação) e sofrem o processo de modulação para que ocorra uma única resposta. DESSENSIBILIZAÇÃO/ADAPTAÇÃO : desliga o receptor ou o remove da superfície celular quando a resposta final for gerada. INTEGRAÇÃO : quando dois sinais apresentam efeitos opostos sobre uma característica metabólica, a regulação é consequência da ativação integrada de ambos receptores.
2. RECEPTOR ASSOCIADO À PROTEÍNA G
A proteína G, junto com seu receptor, transmite sinais de hormônios e neurotransmissores, controlando o metabolismo da máquina celular, como a contração, a transcrição e a secreção. → Receptor Transmembrânico. A ligação do hormônio (agonista) ao receptor GPCR estimula a chegada da proteína G (GDP - guanosina difosfato), em sua forma quaternária, a qual possui 3 subunidades: alfa, beta e gama. Com a ativação do GPCR , a conformação da proteína G também muda, induzindo a troca de uma molécula de GDP (difosfato de guanosina) por GTP (trifosfato de guanosina) no sítio catalítico localizado na subunidade alfa-G. O complexo GTP-G alfa se dissocia das subunidades beta e gama. Maria Júlia Mendes do Vale
O complexo GTP-G alfa dissociado, ativa a enzima Adenilato Ciclase. A enzima Adenilato Ciclase converte o ATP (Adenosina Trifosfato) em AMPc (Adenosina Monofosfato Ciclase). Logo, o AMPc ativa a Proteína Kinase A (PKA) que gera a resposta. PRIMEIRO SINAL : hormônio interagindo com o seu receptor; SEGUNDO SINAL : o AMPc ativando a Proteína Kinase A.
3. RECEPTOR TIROSINA QUINASE (RTK)
Os receptores tirosina quinase são receptores transmembrânicos com domínios citosólicos enzimáticos. Os receptores funcionam, basicamente, pela modificação de proteínas intracelulares pela adição de grupamentos fosfatos. fosforilação ⤾ O ligante se liga ao receptor, que envia um sinal à proteína associada G, desse modo, sua subunidade α, com uso de energia GTP, se desloca pela membrana plasmática e ativa a Phospholipase C (PLC). A PLC ativa fragmenta o Phosphatidyl Inositol Difosfato (PIP2), presente na membrana plasmática (MP), em Inositol Trifosfato (IP3) e Diacilglicerol (DAG), o DAG permanece na MP. O IP3 se liga a um canal de Ca2+ (cálcio) no retículo endoplasmático (RE) liberando o cálcio sequestrado. O DAG e o cálcio liberado ativam a Proteína Quinase (ou cinase) C (PKC), a qual provoca a fosforilação de proteínas celulares e desencadeia respostas ao hormônio ligante.
4. BIOSSINALIZAÇÃO NA FECUNDAÇÃO
O ciclo menstrual é regulado pela interação complexa dos hormônios gonadotrofinas: hormônio luteinizante (LH), hormônio folículo-estimulante (FSH) e os hormônios sexuais femininos: estrogênio e progesterona. O ciclo menstrual começa com sangramento menstrual (menstruação), que marca o primeiro dia da fase folicular.
1. Fase Folicular (folículo primário →folículo de Graaf) No início da fase folicular as concentrações de estrogênio e progesterona estão baixas. Assim, as camadas superiores do revestimento uterino (endométrio) espesso se rompem e derramam, dando início ao sangramento menstrual. Nesse período, a concentração do hormônio FSH aumenta levemente, estimulando o desenvolvimento de vários folículos nos ovários. Cada folículo contém um óvulo. Posteriormente, conforme a concentração do hormônio FSH diminui, em geral o folículo primário se desenvolve e torna-se um folículo maduro (Graaf). Este folículo produz estrogênio (aumento do nível). 2. Fase Ovulatória (liberação do ovócito II) Na fase ovulatória, o hormônio LH estimula a liberação do ovócito II (ovulação), o que normalmente ocorre de 16 a 32 horas após o início do surto. A concentração de estrogênio diminui durante o processo e a concentração de progesterona começa a aumentar. 3. Fase Lútea (produção de estrogênio e progesterona) Durante a fase lútea, ocorre uma redução na concentração do hormônio LH e do hormônio FSH. O folículo rompido se fecha após a liberação do óvulo e forma um corpo lúteo, que produz progesterona. Maria Júlia Mendes do Vale
em resposta ao estímulo do FSH. O estrogênio é importante para o crescimento e a maturação do folículo, bem como para a espessura do revestimento uterino (endométrio) em preparação para uma possível gravidez. O pico de LH desencadeia a ovulação. Isso ocorre cerca de 24 a 36 horas após o pico de LH. O LH é responsável pela ruptura do folículo maduro (folículo de Graaf) e a liberação do ovócito secundário. O folículo agora rompido se transforma em um corpo lúteo, que é responsável pela produção de progesterona. Após a ovulação, o corpo lúteo produz progesterona. Este hormônio prepara o revestimento uterino para a implantação do óvulo fertilizado. Se a fertilização não ocorrer, o corpo lúteo degenera, levando a uma diminuição nos níveis de progesterona e desencadeando o início do próximo ciclo menstrual. As enzimas do espermatozóide rompem a corona radiata para chegarem até a zona pelúcida. Na zona pelúcida há proteínas chamadas de ZP (1,2,3) que são receptores e no acrossoma do espermatozóide há outras proteínas que reconhecerão as proteínas ZP. No processo de fertilização, as proteínas do espermatozoide se ligam a ZP3 e, após a fertilização, há a mudança conformacional do ZP2, que dificulta e impede que outro espermatozóide encontra o ZP3, evitando a poliespermia. Quando as proteínas do espermatozóide se ligam a ZP acontece o Influxo do Íon Sódio (membrana plasmática do ovócito: Na no meio extracelular e K no meio intracelular). Uma resposta intracelular faz com que o canal de sódio se abra e o sódio entre na célula (diferença de potencial - choque) faz com que impeça outros espermatozoides de entrarem na célula. ⤿ o choque dá a mesma ideia a membrana de fertilização (liberação dos grânulos corticais), no entanto, é um bloqueio rápido da polispermia. Depois que o espermatozóide rompe a zona pelúcida, ele interage com a membrana plasmática do ovócito II. No bloqueio lento da polispermia (Membrana de Fertilização - Reação Cortical) é liberado dos grânulos corticais no espaço perivitelino impedindo a fertilização de espermatozoides. (Esquema do Bloqueio Lento da Polispermia) ⬩ Hormônios LH e FSH utilizam AMPc (são proteínas e não precisam de transportadores) → receptor associado à proteína G; ⤿ hormônio FSH: a resposta dada pela proteína Kinase A é estimular a continuação da meiose II; ⤿ hormônio LH: a resposta é a ovocitação. ⬩ Hormônios Progesterona e Estrógenos , a base de colesterol, se ligam a receptores citoplasmáticos (albumina) que atuam no processo de transcrição nuclear. ⬩ Os óvulos são presos na prófase I até a ovulação e presos na metáfase II se não fertilizados. Após a relação sexual é o hormônio progesterona que direciona o caminho do espermatozóide. .⤿ sinais químico - quimiotaxia espermática (espermatozoide procura pelo progesterona) O progesterona, liberado pelo corpo lúteo, age no receptor da cauda do espermatozóide, quanto maior a concentração de progesterona mais rápido o flagelo bate (aumento do batimento flagelar). Ou seja, a progesterona atua em dois locais distintos : cauda do espermatozóide (aumento do batimento flagelar) e célula do epitélio endometrial (ação no núcleo). ESTROGÊNIO: maturação sexual; PROGESTERONA : prepara o útero para a implantação e nutre o óvulo fertilizado. Laboratorialmente, pode-se observar a MENOPAUSA com níveis baixos de estradiol e níveis altos de hormônio FSH e LH.
5. RECEPTOR NUCLEAR
Os hormônios esteróides (p. ex., estrogênio, progesterona, vitamina D e cortisol), excessivamente hidrofóbicos para se dissolverem no sangue, são transportados do ponto de Maria Júlia Mendes do Vale
liberação até os tecidos-alvo por proteínas transportadoras específicas (proteínas albuminas). O hormônio esteroide (apolar - base é o colesterol), que não ficam livres no plasma, são ligadas à proteína albumina e transportados no sangue. O hormônio atravessa a membrana plasmática e no citosol da célula liga-se a outra proteína, por que o citosol é polar. A proteína receptora leva o hormônio até a carioteca e estimula o processo de transcrição e tradução. Por isso, é chamado de receptor nuclear, por que o estrogênio e progesterona não age apenas em seu receptor, eles agem principalmente no núcleo da célula, ativando ou inibindo genes. Maria Júlia Mendes do Vale
