Nenhuma célula se mantém estática durante toda sua vida. Quando o ambiente extracelular se altera, é essencial que as células sejam capazes de receber essas informações, processar os sinais de maneira adequada e responder através de diversas ações, formando um circuito complexo e regulado de comunicação intercelular. Agora mesmo, suas células estão trabalhando para emitir e receber vários sinais a fim de garantir sua homeostase tecidual, ou seja, o equilíbrio do organismo como um todo.
As informações processadas pelas células podem estar relacionadas à presença de toxinas, escassez de nutrientes, alterações na temperatura e quaisquer estímulos fornecidos pelo meio extracelular, para que ocorra o controle fino dos processos de crescimento, proliferação e diferenciação dos tecidos nas diferentes situações.
Em termos evolutivos, o surgimento dos organismos multicelulares complexos também dependeu do desempenho dos sistemas de comunicação celular, de modo que células com o mesmo genoma pudessem coordenar seu comportamento e se especializar em diferentes funções dentro do organismo permitindo a colaboração dos tecidos e tipos celulares para o controle de vários processos metabólicos.
Nos seres multicelulares, a sinalização celular ocorre, majoritariamente, por meio de proteínas que funcionam como sinais químicos, os quais podem atuar na própria célula secretora, em células próximas ou até mesmo, em outras mais distantes. Assim, o conjunto de vias de sinalização é responsável por coordenar inúmeras funções celulares e teciduais, desde o desenvolvimento embrionário até a vida adulta.
Princípios Gerais da Sinalização Celular:
Durante a sinalização celular ocorre o processo de transdução de sinais, ou seja, a transformação de um estímulo em outro tipo de sinal, desencadeando uma cascata bioquímica que, ao final, leva às alterações celulares. Na maioria das vezes, tem-se uma célula emissora, responsável por secretar o sinal extracelular, além de uma célula-alvo, a qual expressa um receptor em sua superfície para que a molécula em questão se ligue e ative os sistemas de sinalização. A ativação de muitas vias depende da presença de receptores específicos, o que configura até mesmo, um mecanismo de regulação.
Nesse contexto, a proteína receptora recebe um tipo de sinal através da ligação com a molécula de sinalização extracelular e transmite outro tipo de sinal, atingindo outras moléculas e cascatas intracelulares até às proteínas efetoras, as quais desempenham de fato a ação molecular (consequência do sinal recebido), como as mudanças de expressão gênica e metabolismo. Logo, os sinais entre as células são transformados em estímulos intracelulares capazes de acionar diversas respostas.
Existem diferentes categorias de sinalização celular nos organismos multicelulares, sendo que a diferença básica é a distância percorrida pela molécula até atingir a célula-alvo.
Sinalização dependente de contato:
Algumas moléculas se ligam aos receptores nas superfícies das células-alvo que estão mais próximas, estabelecendo um contato direto membrana-membrana para a transmissão do sinal. Esse tipo de interação é essencial para diversos processos, como a resposta imune, especialmente para o reconhecimento de antígenos.
Sinalização parácrina:
As células também podem emitir sinais através de moléculas sinalizadoras que são secretadas para o meio extracelular, atuando em células vizinhas, ainda no mesmo ambiente da célula secretora. Por outro lado, esses sinais também podem atuar na própria célula emissora do estímulo, de modo a configurar a denominada sinalização autócrina, sendo muito importante durante o desenvolvimento embrionário.
Sinalização Sináptica:
Devido à grande complexidade dos seres multicelulares, também foi necessário o desenvolvimento de mecanismos eficientes de sinalização entre células distantes, como ocorre nos neurônios, em que os prolongamentos axonais possibilitam a comunicação com células muito afastadas. Quando há um estímulo nervoso, são disparados potenciais de ação ao longo dos axônios que, ao atingir a região de sinapse em sua extremidade, tem-se a secreção e a liberação de neurotransmissores diretamente nos receptores da célula pós-sináptica.
Sinalização Endócrina:
Para que a sinalização celular também ocorra a longas distâncias, as células endócrinas secretam os hormônios na corrente sanguínea, transportando as moléculas sinalizadoras por todo o corpo até atingir os órgãos-alvo.
As células respondem a diferentes combinações de estímulos extracelulares:
É preciso lembrar que nossas células estão expostas a inúmeros sinais, capazes de alterar diversas particularidades do comportamento celular. Assim, é essencial que as células respondam aos estímulos de maneira seletiva, sobretudo através da expressão de receptores específicos de cada tipo celular. Entender os mecanismos de integração desses sinais para a efetivação de respostas intracelulares é um dos pontos centrais das pesquisas relacionadas à biologia celular.
Porém, uma mesma molécula também é capaz de promover efeitos diferentes dependendo dos receptores expressos na superfície das células-alvo. Um exemplo prático é o neurotransmissor acetilcolina (Ach) que, ao se ligar nas células cardíacas (receptores muscarínicos M2), reduz a velocidade de contração, ao passo que, nas células do músculo esquelético (receptores nicotínicos), a Ach promove a contração muscular. Logo, o sinal pode ser o mesmo, mas a cascata intracelular, as proteínas efetoras e a expressão gênica são distintas.
Autora: Maria Eduarda Ramos Cezine
Instagram: @cezinemadu
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Referências Bibliográficas:
ALBERTS, B. et al. Biologia molecular da célula. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017.
LEHNINGER, T. M., NELSON, D. L. & COX, M. M. Princípios de Bioquímica. 6ª Edição, 2014. Ed. Artmed.
