A emissão de sinais bioquímicos a curta ou longa distância, e sua transdução em processos celulares necessários para o crescimento, reprodução e sobrevivência de um organismo, são a base do complexo mecanismo de comunicação celular.
Visão geral
Os processos intracelulares que regem a manutenção dos sistemas vivos dependem da comunicação entre células adjacentes (que compõem o mesmo tecido) e localizadas em diferentes tecidos. Este mecanismo consiste na produção e emissão de sinais químicos (proteínas e outros tipos de moléculas) no espaço extracelular, que serão detectados por células específicas, onde ativarão ou inibirão cascatas químicas importantes para a homeostase do indivíduo. Tais sinais podem estar relacionados com o meio intracelular da própria célula que os produziu, com a coordenação de processos entre células que compõem um mesmo tecido, mecanismos de regulação do sistema endócrino e/ou fatores externos como mudanças na disponibilidade de nutrientes, temperatura e intensidade de luz, entre outros.
Os sinais químicos são sintetizados por células chamadas de emissoras. No entanto, estes só serão detectados por células-alvo, isto é, que possuem receptores compatíveis com a molécula sinalizadora, também conhecida como ligante. Quando isto ocorre, reações químicas são inibidas ou ativadas na célula receptora, levando à uma mudança em sua forma e/ou atividade. A liberação ou captação de substâncias na corrente sanguínea, a expressão de genes e até mesmo o processo de divisão celular, são alguns dos exemplos de reações desencadeadas pelo processo de comunicação celular.
Tipos de comunicação celular
A comunicação celular é caracterizada pela conversão de um sinal intercelular (entre células) em intracelular (reações químicas desencadeadas dentro da célula). Isto pode ocorrer de quatro formas principais:
- a) por contato direto
- b) por sinalização parácrina (em curta distância)
- c) endócrina (em longa distância)
- d) autócrina (emissão e recepção ocorrem na mesma célula).
A comunicação por contato direto ocorre através de junções comunicantes, chamadas de junções GAP (células animais) ou plasmodesmos (células vegetais). Estas junções correspondem à pequenos canais preenchidos por água que interligam as células vizinhas, permitindo a passagem de moléculas sinalizadoras conhecidas como mediadores intracelulares. A transmissão de íons e outras moléculas pequenas ocorre através de contato direto, porém elementos maiores como proteínas e DNA necessitam de assistência especial. A comunicação por contato também pode ocorrer através de ligação direta entre as membranas de células vizinhas. Isto ocorre quando ambas as células possuem proteínas complementares em sua membrana, isto é, que se encaixam perfeitamente; tal processo gera mudanças na conformação destas proteínas, levando à transmissão do sinal. Este tipo de sinalização é característico de células do sistema imune, que utilizam marcadores de superfície para diferenciar células saudáveis daquelas infectadas por patógenos.
A sinalização parácrina é caracterizada pela comunicação de células em curta distância, através da liberação de mensageiros químicos que se difundem no meio entre estas. Este tipo de comunicação permite a coordenação local de atividades relacionadas, principalmente, ao desenvolvimento de um indivíduo. A transmissão de impulso nervoso entre os neurônios (sinapse) também representa um tipo de sinalização parácrina, que leva à abertura de canais iônicos e mudanças de potencial elétrico da célula.
A sinalização endócrina corresponde à emissão de sinais em longa distância, e envolve o transporte dos ligantes através do sistema circulatório. Tais moléculas, liberadas na corrente sanguínea, são conhecidas como hormônios. Substâncias químicas essenciais para o desenvolvimento de um indivíduo são transmitidas através deste tipo de sinalização, como o hormônio do crescimento (GH), que se liga aos receptores de células cartilaginosas, estimulando sua divisão.
Por fim, a sinalização autócrina corresponde à liberação de uma molécula que irá se associar à receptores em sua própria superfície. Desta forma, neste tipo de sinalização, a célula emissora é também a célula alvo. A sinalização autócrina está relacionada à mecanismos de retroalimentação (ou feedback) positivos (produção da molécula é estimulada) e negativos (produção da molécula é interrompida), e tem como exemplo a produção do fator de crescimento epidérmico.
Referências:
Khan Academy. Introdução à sinalização celular. Disponível em: https://pt.khanacademy.org/science/biology/cell-signaling/mechanisms-of-cell-signaling/a/introduction-to-cell-signaling?modal=1
Scitable by Nature Education. Cell Communication. Disponível em: https://www.nature.com/scitable/topic/cell-communication-14122659/
Scitable by Nature Education. Cell Signaling. Disponível em: https://www.nature.com/scitable/topicpage/cell-signaling-14047077/
Texto originalmente publicado em https://www.infoescola.com/citologia/comunicacao-celular/