Família de Receptores
Pode haver receptores como enzimas e proteínas estruturais dentro e fora das células.
Porém receptores que transformam sinais extracelulares em respostas intracelulares são divididos em 4 famílias:
Receptores Ligados
aos Canais Iônicos
Também chamados de ionotrópicos.
Há canais de sódio disparados por voltagem e não por receptores ativados por ligantes, porém eles também podem ser influenciados por fármacos, é neles que os anestésicos agem.
Os ionotrópicos são ativados por receptores que causa neles a abertura ou fechamento.
Eles são canais de passagem de íons de resposta rápida (milisegundos).
Quando os receptores ligados a esses canais são ativados fazem eles polarizarem ou despolarizarem, assim aumentando ou diminuindo a resposta, pois passarão a permitir ou impedir a passagem de íons.
- Exemplos de receptores de canais ionotrópicos:
Nicotínicos e GABA (ácido gama aminobutírico).
Esses receptores ficam acoplados aos canais, podem ser ativados pela acetilcolina.
No canal nicotínico, quando ativado pela Ach, deixa ocorrer a passagem de sódio pela membrana da célula.
Os canais são formados por no mínimo 4 subunidades: alfa, beta, gama e delta.
Os canais com receptor de acetilcolina (Ach), possui duas subunidades alfa.
A subunidade alfa é especializada para ter o sítio ligante.
* Mecanismo de Comporta:
O mecanismo no qual esses canais agem é chamado de mecanismo de comporta.
Quando os sítios ligantes da subunidade alfa (os receptores do canal) são ativados, ha uma mudança na conformação das proteínas que compõem o canal iônico, permitindo ou não a passagem de íons.
- A seletividade dos canais como o nicotínico, acontece pela mudança na conformação deixar todos os aminoácidos de carga negativa, atraindo o Na+ a passar por ele.
- O GABA quando ativado, fica com seus aminoácidos positivos para possibilitar a passagem de Cl-.
Receptores Ligados
à Proteína G
Também chamados de metabotrópicos.
São receptores que possuem intermediários para a ocorrência da resposta final.
Quando esses receptores são ativados esse intermediário faz ocorrer a resposta.
São receptores que têm sua resposta mais demorada que dos canais iônicos, chegando a demorar segundos (não mais milissegundos).
* O intermediário é a proteína G:
Ela capta a "informação", o estímulo do receptor ativado e leva a efetuadores intracelulares, que são conhecidos como segundo mensageiro, parte efetora que iniciará realmente os efeitos.
Seria o intermediário entre o receptor e um determinado alvo efetor (que faz efeitos), podendo ser esse alvo final canais iônicos específicos que são ativados pelo intermédio da proteína G ou enzimas.
- Exemplos de receptores acoplados ao intermediário (proteína G):
A proteína G é formada por 3 subunidades: Alfa, beta e gama.
Fica na membrana plasmática ao lado de um receptor que quando ativado vai fazê-la agir transmitindo o estímulo.
As subunidades beta e gama não se separam e em repouso permanecem todas as 3 subunidades ligadas, com uma molécula de GDP ligada na subunidade alfa.
Essa molécula de GDP, quando o receptor é ativado, ela que estava ligada na subunidade alfa, desliga-se da proteína e um GTP entra no seu ligar.
As subunidades beta e gama permanecem no lugar ligadas umas as outras, enquanto a subunidade alfa ligada ao GTP se desloca e se liga ao alvo efetor, podendo estimulá-lo ou inibi-lo.
Quando a substância que ativou o receptor se deliga dele, a enzima GTPase consegue quebrar a molécula de GTP da subunidade alfa, retirando um fosfato e transformando-a em GDP.
Sendo assim essa subunidade passa a ter somente atração pela subunidade beta e gama, voltando a se unir.
Quinases são enzimas que fazem fosforilação.
Fosfatase são enzimas que fazem desfosforilação (como a GTPase).
* Classes de Proteína G:
- Gs: Estimulatória.
- Gi: Inibitória.
Pode-se ter um receptor que esteja acoplado a proteína Gs e um outro que esteja ligado a proteína Gi. São proteínas G que desencadearão ação sobre o mesmo alvo efetor, só que uma estaria passando informações para esse alvo fazer o inverso da outra.
É o caso dos receptores de noradrenalina do simpático e os de acetilcolina do parassimpático que estão acoplados a proteína G. Cada um a uma determinada classe de proteína G, inibitória e estimulatória.
Causando assim o antagonismo fisiológico.
* Tipos de alvos da proteína G:
Se liga ao alvo e passa o estímulo para esses efetores causarem efeito.
Os alvos efetores da proteína G podem ser:
- Canais Iônicos (causando sua regulação)
Logo quando o receptor é ativado por uma substância que se liga a ele e muda sua conformação, a proteína Gs (por exemplo) capta o estímulo e age ligando sua subunidade alfa GTP ao canal iônico que é então aberto.
* Nem sempre esses efetores que a proteína G ativar ou inibir serão os alvos efetores do efeito final.
Pois esse a quem a proteína G ativa, pode ser somente o primeiro mensageiro, que gera mudanças celulares até ativar o segundo mensageiro que causa o efeito celular final.
Esse processo ocorre nos chamados sistemas que possuem a proteína G como intermediária. Como os sistemas:
- Sistema fosfolipase C/fosfato de inositol
Receptor é ativado por uma substância que se liga a ele e provoca mudanças em sua conformação, a proteína G então acoplada a ele é ativada, captando e transmitindo esse estímulo.
Então a subunidade alfa GTP da proteína G se liga a fosfolipase C (PLC), enzima que fica ativa, podendo fazer a clivagem do fosfatidil inositol difosfato do citoplasma (PIP2) em: diacilflicerol (DAG) e inositol trifosfato (IP3).
O diacilglicerol (DAG) e o inositol trifosfato (IP3) são os considerados os segundos mensageiros do sistema.
Quando a PKC está ativa ela fosforila o aminoácido serina e tirosina de proteínas.
Esse aumento de cálcio e ativação da PKC causa:
Estímulo da função celular.
Sendo ações como: Contração muscular lisa, aumento da força do bombeamento cardíaco, aumento de secreção glandular, aumento da liberação de neurotransmissores e hormônios.
Sistema acoplado a proteína G estimulante de fosfolipase C ocorre nos receptores muscarínicos de Ach os: M1 e M3.
Aumentando o nível intracelular de diacilglicerol e de trifosfato de inositol, consequentemente aumenta a entrada de cálcio e a função celular.
- Sistema Adenilato Ciclase/AMPc
AMPc = Adenosina monofosfato cíclico.
A proteína G quando ativada, liga sua subunidade alfa-GTP passando estímulo para o adenilato ciclase, deixando-o capaz de transformar ATP em AMPc.
Portanto a adenilato ciclase é o primeiro mensageiro, o que é ativado pela proteína G e o AMPc é o segundo mensageiro, que é fabricado pelo adenilato ciclase e que gerará os efeitos celulares finais.
O segundo mensageiro sempre é fabricado ou ativado, depois da ativação do receptor, do primeiro mensageiro e da transmissão da mensagem.
O AMPc faz a PKA, proteína quinase A inativa, ficar ativa.
Ela fosforila proteínas estimulando a função delas.
* Efeitos causados pela proteína quinase A ativa:
Metabolismo energético (faz ocorrer a quebra de glicogênio em glicose), estimula a ocorrência de divisão celular, aumenta o transporte de íons para dentro e para fora das células abrindo canais iônicos, faz com que ocorra contração da musculatura lisa.
O AMPc volta a ser ATP pela enzima fosfodiesterase.
Receptores Ligados
a Proteína Quinase
Também chamado de receptores ligados a enzimas, pois a quinase é uma enzima que quando ativada passará a fosforilar os produtos intracelulares.
Têm resposta mais lenta que os outros. Mais lento que:
- Receptores ligados a canais iônicos e que
- Receptores acoplados a proteína G.
- Exemplo de receptores ligados a enzimas:
Receptor de insulina.
a
sss
Receptores Intracelulares
Feitos por receptores esteroides que seus ligantes conseguem passar pela membrana, inclusive a nuclear.
São os de resposta mais demorada das 4 família e influenciam na transcrição gênica, podendo estimular a transcrição de genes específicos.
Resultando RNAm desses genes, que saem do núcleo e são traduzidos em proteínas específicas, estimulando determinado efeito biológico.
Fazem parte de sistemas de regulação da transcrição gênica.
Via Ras/Raf
Via Jak/Stat
* Essa transcrição gênica pode ser influenciada por:
- Citocinas
- Fatores de Crescimento
dasas
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