Regulação Celular: Ciclo, Apoptose e Angiogénese

Células Estaminais e Estrutura Celular

Células Estaminais: renovam-se e multiplicam-se indefinidamente, resultando em células totipotentes (100% potencialidade).

Membrana Plasmática e Organitos

• Membrana: Composta por proteínas e lípidos.
• Fenótipo: Relacionado com a funcionalidade das proteínas.
• Glicocálice: Finíssima camada biológica que contém hidratos de carbono ligados a proteínas ou a lípidos, conferindo rigidez e integridade às membranas plasmáticas.
• Fosfatidilserina: Contribui para a composição assimétrica da membrana (camada interna).
• Aparelho de Golgi: Produz lisossomas. A região cis é onde entram as vesículas endoplasmáticas, e a região trans é por onde saem.

Semelhanças entre Células Procarióticas e Eucarióticas

As células Procarióticas e Eucarióticas (com núcleo individualizado) partilham as seguintes semelhanças:

• Membrana plasmática e ribossomas.
• Realizam glicólise.
• Possuem DNA que codifica péptidos.
• Utilizam o mesmo código genético.

Nota: Os ribossomas são o local onde as proteínas são sintetizadas.

Membrana Mitocondrial

• Membrana Externa: Contém um grande número de proteínas transmembranares de passagem múltipla (porinas), que formam poros e permitem a passagem de moléculas maiores.
• Membrana Interna: Rica em proteínas e contém um grande número de moléculas de cardiolipina, o que a torna praticamente impermeável.

Controlo do Ciclo Celular

Estímulos celulares (lesão, deformação mecânica) podem levar à morte celular.

• Número superior de células: Cancro/Tumor.
• Número inferior de células: Doenças degenerativas.

Fases do Ciclo Celular

O ciclo segue a ordem: G1 → S → G2 → M.

• Fase S: Ocorre a replicação do DNA.
• Mitose (Fase M): Ocorre a divisão celular.

Pontos de Controlo (Checkpoints)

• Controlo em G1: Se for detetada alguma anomalia, a célula não é replicada e criam-se as condições necessárias para que o processo de apoptose ocorra. A proteína p53 é responsável pela verificação e não permite a passagem de G1 para S se as condições não forem reunidas.
• Controlo em M: A mitose é interrompida se os cromossomas não se alinharem de forma adequada.

Proteínas Reguladoras

• Controladoras Positivas: Ciclinas e Cinases (CDK).
• Controladoras Negativas (Supressoras Tumorais): pRB e p53.

Função da p53 e Inibidores

• Quando a p53 deteta uma anomalia, estimula a produção de inibidores do ciclo celular. É um fator de transcrição para a proteína BAX (proteína de apoptose).
• p21: Inibidora do ciclo celular. Liga-se a todos os complexos ciclina-CDK para inibir o ciclo.
• GADD: Inibidora da replicação do DNA.
• TGFB: Leva à síntese de p15, que inibe o complexo ciclina D-CDK.
• BAX: Proteína que sinaliza as células para sofrerem apoptose.

Apoptose vs. Necrose

Apoptose (Morte Celular Programada)

Morte celular programada para eliminar células indesejáveis ou que atingiram o seu tempo de vida.

• Requer gasto de energia e síntese proteica.
• Processo rápido que não deixa vestígios.
• A célula compacta-se.
• Fenómeno individual e processo ativo.

Necrose (Morte Patológica)

Resulta da alteração súbita de um ou mais fatores fisiológicos.

• Não é determinada geneticamente.
• O citoplasma incha.
• Fenómeno coletivo a todas as células vizinhas.
• Processo patológico.

A Angiopoetina 2 (Ang2) informa as células para entrarem em apoptose.

Angiogénese e Vasculogénese

Angiogénese

Formação de novos vasos sanguíneos a partir de vasos pré-existentes. Ocorre durante a embriogénese e também na vida adulta (ovulação, cicatrização).

As células endoteliais (células do interior dos vasos sanguíneos) possuem recetores onde se liga o VEGF (proteína de sinalização que promove o crescimento de novos vasos).

Vasculogénese

Ocorre a partir de uma célula endotelial percursora, principalmente (mas não exclusivamente) durante o período embrionário.

Desregulação da Angiogénese

• Excessiva: Artrite reumatoide, cegueira, psoríase, cancro.
• Diminuída: Infertilidade, enfarte, doenças relacionadas com a idade, doenças cardíacas.

Reguladores da Angiogénese

• Positivos:
  1. Fatores de crescimento (bFGF, PDGF, VEGF, IGF).
  2. Citocinas (IL-6, IL-8).
• Inibidores: Trombospondina-1, endostatina, angiostatina, vasostatina, interferon-Z-A.

Etapas da Angiogénese

1. Rotura do vaso.
2. Apoptose.
3. Quebra da membrana basal.
4. Migração e proliferação das células endoteliais.
5. Contactos entre células.
6. Depósito da membrana basal para novos vasos.

Mecanismo de Sinalização

Tecidos em hipóxia (p53) → libertam VEGF → liga-se ao seu recetor (VEGFR) → ativa cascata de transdução de sinal e proteínas → na síntese, através de arginina → MEK.ERK → induz a mobilização e proliferação de Células Endoteliais (CE).

Conceitos Adicionais

Coagulação

Células estaminais → diferenciam-se → megacariócito → plaquetas. A plaqueta é uma célula anucleada e possui glicoproteínas na sua membrana.

Fatores Apoptóticos

• Pró-apoptóticos: BAX-BAX.
• Anti-apoptóticos: Bcl2-Bcl2 e Bcl2-BAX.

Trânsito de Proteínas

O movimento das proteínas desde a síntese até à libertação segue a ordem: RER → REL → Aparelho de Golgi → Membrana.

Componentes Celulares

• Citoesqueleto: Microtúbulos (formados por tubulina), Microfilamentos (formados por actina e miosina) e Filamentos Intermédios.
• Sistema Endomembranoso: Invólucro nuclear, Retículo Endoplasmático e Complexo de Golgi.
• Organitos com Membrana: Mitocôndrias, Cloroplastos, Lisossomas e Peroxissomas.

Purinas: Adenina (A) e Guanina (G).