01 - Biologia Celular

Muitas das interações funcionais entre as células e determinados agentes extracelulares, como é o caso dos neurotransmissores e alguns tipos de hormônios, ocorrem através da ligação específica desses agentes, denominados ligantes, com certas proteínas integrantes da membrana plasmática (MP), conhecidas como receptores. Como resultado desse acoplamento ligante-receptor, desencadeia-se uma série de respostas intracelulares que levam a determinadas alterações fisiológicas da célula. Assim, o agente desencadeante pode interagir com a membrana plasmática e provocar alterações funcionais internas da célula, sem que necessite adentrá-la. A membrana plasmática atua, pois, como um transdutor, capaz de transformar um tipo de sinal em outro.

Um exemplo típico dessa interação é o mecanismo de ação do hormônio adrenalina (Fig. 9). Este hormônio, liberado na circulação sangüínea pelas células da supra-renal, particularmente em situações de estresse, pode se ligar a receptores específicos localizados na MP de alguns tipos celulares, como as células do músculo esquelético. O resultado desta ligação é a ativação (através de um complexo protéico intermediário - a proteína G) de uma proteína enzimática também associada à MP, a adenilciclase, que catalisa a transformação intracelular de ATP em AMP cíclico.

A conseqüência final do aumento da concentração de AMP cíclico no interior da célula é o estimulo da atividade da enzima glicogênio fosforilase, que quebra o glicogênio em glicose, posteriormente utilizada, principalmente, na via glicolítica e no ciclo de Krebs como fonte de energia. O hormônio glucagon, produzido pelo pâncreas, atua de forma semelhante nas células do fígado (hepatócitos). O sistema todo é “desligado” por ação enzimática que desativa o AMP cíclico, até novo estímulo.

Nesta situação, a fluidez da membrana é importante para o livre deslocamento lateral das proteínas envolvidas no processo. Em alguns casos, entretanto, o movimento lateral das proteínas pode ser restrito por associação com proteínas periféricas citossólicas ou por elementos do citoesqueleto. É o que é observado em certas proteínas transportadoras da membrana de eritrócitos, que, para exercerem sua função de forma otimizada, precisam estar uniformemente distribuídas pela MP (Fig. 10).

Figura 9: Cascata de sinalização mediada por adrenalina. A ligação da adrenalina ao receptor na membrana plasmática da célula, leva à ativação de uma segunda proteína integrante da membrana denominada proteína G. A mudança conformacional desta proteína ocasiona a ativação de uma terceira proteína integrante, a adenil ciclase, que converte ATP em AMP cíclico (AMPc) no citossol. O aumento citossólico de AMPc ativa a enzima glicogêncio fosforilase que converte o glicogênio em glicose, que, por sua vez, entrará na via glicolítica e posteriormente no ciclo de Krebs, produzindo energia (ATP) para a célula.

Fonte: Original

Figura 10: Detalhe de um corte mediano de um eritrócito mostrando a organização da membrana plasmática. Note a presença de complexos glicoprotéicos integrantes da membrana, cuja mobilidade é restrita pela ligação com proteínas periféricas (espectrinas) pelo lado citossólico da membrana.
Fonte: DE ROBERTIS, E.D.P.; DE ROBERTIS, E.M.F. Jr. Cell and molecular biology. 2nd Ed. Saunders College, Philadelphia. 1980.