4 bioquímica do sangue tecido vascular

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  • Regulation of smooth muscle contraction. Various agonists (neurotransmitters, hormones, etc.) bind to specific receptors to activate contraction in smooth muscle. Subsequent to this binding, the prototypical response of the cell is to increase phospholipase C activity via coupling through a G protein. Phospholipase C produces two potent second messengers from the membrane lipid phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate: diacylglycerol (DG) and inositol 1,4,5-trisphosphate (IP 3 ). IP 3 binds to specific receptors on the sarcoplasmic reticulum, causing release of activator calcium (Ca 2+ ). DG along with Ca 2+ activates PKC, which phosphorylates specific target proteins. In most smooth muscles, PKC has contraction-promoting effects such as phosphorylation of Ca 2+ channels or other proteins that regulate cross-bridge cycling. Activator Ca 2+ binds to calmodulin, leading to activation of myosin light chain kinase (MLC kinase). This kinase phosphorylates the light chain of myosin, and, in conjunction with actin, cross-bridge cycling occurs, initiating shortening of the smooth muscle cell. However, the elevation in Ca 2+ concentration within the cell is transient, and the contractile response is maintained by a Ca 2+ -sensitizing mechanism brought about by the inhibition of myosin phosphatase activity by Rho kinase. This Ca 2+ -sensitizing mechanism is initiated at the same time that phospholipase C is activated, and it involves the activation of the small GTP-binding protein RhoA. The precise nature of the activation of RhoA by the G protein-coupled receptor is not entirely clear but involves a guanine nucleotide exchange factor (RhoGEF) and migration of RhoA to the plasma membrane. Upon activation, RhoA increases Rho kinase activity, leading to inhibition of myosin phosphatase. This promotes the contractile state, since the light chain of myosin cannot be dephosphorylated.
  • Relaxation of smooth muscle. Smooth muscle relaxation occurs either as a result of removal of the contractile stimulus or by the direct action of a substance that stimulates inhibition of the contractile mechanism. Regardless, the process of relaxation requires a decreased intracellular Ca 2+ concentration and increased MLC phosphatase activity. The sarcoplasmic reticulum and the plasma membrane contain Ca,Mg-ATPases that remove Ca 2+ from the cytosol. Na + /Ca 2+ exchangers are also located on the plasma membrane and aid in decreasing intracellular Ca 2+ . During relaxation, receptor- and voltage-operated Ca 2+ channels in the plasma membrane close resulting in a reduced Ca 2+ entry into the cell.
  • 4 bioquímica do sangue tecido vascular

    1. 1. Bioquímica do Sangue Tecido Vascular. Prof. Mário – IBqM - UFRJ
    2. 2. Estrutura do Tecido Vascular • Fibroblastos - Matriz Extracelular. • Colágeno, • Glicosaminoglicano, • Fibras reticulares e elásticas, • Glicoproteínas. • Célula Musculares Lisas. • Controle do calibre do vaso sanguíneo e da pressão do sangue. • Célula Endotelial. • Controle da pressão do sangue. • Agregação Plaquetária , Trombose, Fibrinólise . • Angiogênese • Inflamação. • Barreira funcional.
    3. 3. Componentes Estruturais das Artérias Normais. Musculatura LisaLúmen Células Endoteliais (Endotélio) Colágeno e Proteoglicanas Matriz Células Musculares Subendotelial Tecido Conjuntivo e Nervos
    4. 4. Alterações no Fluxo de Sangue Ex erc í cio F ísic o
    5. 5. Vasoconstrição x Vasodilatação Repouso Vasoconstrição Vasodilatação Vasoconstrição Vasodilatação O Tônus Vascular é determinado pela competição entre os diferentes agentes vasodilatadores e vasoconstritores sobre o vaso sanguíneo.
    6. 6. Fatores que Regulam o Tônus Vascular Fluxo Sanguíneo Controle do volume de sangue Tônus Vascular Controle do diâmetro dos vasos sanguíneos Fator Intrínsico: Fator Extrínsico: • Mecanismo Miogênico • Mecanismo Neuronal • Mecanismo Endotelial • Mecanismo Hormonal • Mecanismo Metabólico Controle Local Controle Externo (Tecidos e Vasos) (Cérebro e Rins)
    7. 7. Terminais nervosos.
    8. 8. Excitação do Miócito Vascular - Controle Ca2+ Ca2+ Ca2+ O músculo liso não tem Troponina! Ca2+ Ca2+ Ca2+ Cabeça da miosina Retículo Ca 2+ Ca2+ + CALMODULINAsarcoplasmático Ca2+ + Ca2+ CALMODULINA ATP Ca2+ Ca2++ CALMODULINA Sítio de ligação ao Ca2+ Ca + CALMODULINA 2+ ATP ELC RLC Cinase da cadeia leve da miosina (MLCK) ELC – cadeia leve essencial RLC – cadeia leve regulatória
    9. 9. Origem do Cálcio usado na Contração Musculo Liso.
    10. 10. Complexo Ca2+ - Calmodulina Ca2+ • Proteína ácida, com massa molecular de 17 kDa,Ca2+ • Possui 4 sítios de ligação ao Ca2+. • Media processos como inflamação, metabolismo, apoptose, movimento intracelular, memória curta e longa, crescimento do nervo, resposta imune e Ca2+ contração do músculo liso. • A interação com Ca2+ induz troca conformacional Ca 2+ ADP Calmodulina – Ca2+ P Miosina MLCK ATP
    11. 11. Controle da ativação da atividade ATPase dacabeça da miosina. A atividade ATPase da cabeça da miosina hidrolisa o ATP e a energia liberada reposiciona a miosina. Este processo é essencial para iniciar o ciclo de contração muscular. ADP Pi ATP Pi Atividade de ATPase E da cabeça da miosina Calmodulina-Ca2+ ATP ADP P + Cinase da cadeia ATP leve da miosina ATP (MLPK) Fosfatase da cadeia leve da miosina (MLCP)Na forma Defosforilada a cabeça da Na forma Fosforilada a cabeça damiosina não é capaz de hidrolisar o ATP miosina é capaz de hidrolisar o ATP Pi H2O
    12. 12. Excitação do Miócito Vascular - Controle Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Cabeça da miosina Ca 2+ Ca2+ + CALMODULINA Ca2+ Ca2+ + Ca2+ CALMODULINA Ca2+ ATP Ca2++ CALMODULINA Sítio de ligação ao Retículo Ca + CALMODULINA 2+ ATPsarcoplasmático ELC RLC PONTOS DE Cinase da cadeia CONTROLE leve da miosina (MLCK) Fosfatase da cadeia leve da miosina (MLCP) ELC – cadeia leve essencia RLC – cadeia leve regulatór
    13. 13. Membros da Família da MLCK J Clin Invest. 2007; 117(10):2812–2824
    14. 14. Fosforilação da MLCK por PKA Sítio de Fosforilação A CaM-binding Domain P ARRKWQKTGHAVRAIGRLS S Ca2+-CaM sensitive, 796 815 actin-binding domain (1-100 aa) ATP-binding sitesmMLCK 816 828 MAMISGMSGRKA S P Sítio de Fosforilação B Biochemical and Biophysical Research Communications 261, 95–99 (1999)
    15. 15. Fosforilação da MLCK por PKA - Ca2+-CaM + Ca2+-CaM Biochemical and Biophysical Research Communications 261, 95–99 (1999)
    16. 16. Regulação da Contração do Músculo Liso. Webb R C Advan in Physiol Edu 2003;27:201-206©2003 by American Physiological Society
    17. 17. Relaxamento do Músculo Liso. Webb R C Advan in Physiol Edu 2003;27:201-206©2003 by American Physiological Society
    18. 18. Síntese de Catecolaminas
    19. 19. Mecanismo de Ação das Catecolaminas
    20. 20. AMPc e Proteína Quinase A.
    21. 21. Diversidade dos Receptores Adrenérgicos edos Sinais Intracelulares depende das Ptns.G.
    22. 22. Visão Geral dos Adrenoreceptores.
    23. 23. Distribuição e Efeitos dos Diferentes Receptores Adrenérgicos.
    24. 24. Efeito da Ativação doReceptor β1 cardíaco.
    25. 25. Efeito da Ativação doReceptor β2 Vascular.
    26. 26. Controle do Miócito Cardíaco NE/E NE/E β1 α1Gs Gq Ativação da Ativação daadenilato ciclase fosfolipase C (PLC) cAMP IP3 e DAG Ca2+ Contração Músculo Cardíaco
    27. 27. Controle do Miócito Vascular NOREPINEFRINA EPINEFRINA EPINEFRINA MenosSensíveis A α1 α2 β2Epinefrina Gq Gi quando Gs ativados sesobrepõe Ativação da Inativação da Ativação daaos Beta. fosfolipase C (PLC) adenilato ciclase adenilato ciclase IP3 e DAG cAMP cAMP Ca2+ Vasoconstrição Vasoconstrição Vasorelaxamento
    28. 28. Epinefrina e o Antagonismoα1 x β2 no Músculo Liso Vascular.
    29. 29. Fatores que Regulam o Tônus Vascular Fluxo Sanguíneo Controle do volume de sangue Tônus Vascular Controle do diâmetro dos vasos sanguíneos Fator Intrínsico: Fator Extrínsico: • Mecanismo Miogênico • Mecanismo Neuronal • Mecanismo Endotelial • Mecanismo Hormonal • Mecanismo Metabólico Controle Local Controle Externo (Tecidos e Vasos) (Cérebro e Rins)
    30. 30. Simpático x Parassimpático
    31. 31. Síntese de Acetilcolina.
    32. 32. Tipos de Receptores de AcetilColina.
    33. 33. Mecanismo de Ação dos ReceptoresColinérgicos.
    34. 34. Receptores Muscarínicos e suaDistribuição.
    35. 35. M2 no Coração desacelera contração....
    36. 36. M3 no Endotélio induz vasodilatação....
    37. 37. Vasodilatação mediada por NO.
    38. 38. M3 no Endotélio induz vasodilatacao..noMusculo Liso via Oxido Nitrico...
    39. 39. Controle do Tônus Vascular pelas CélulasEndoteliais.  ÓXIDO NÍTRICO (NO)  PROSTACICLINA  ENDOTELINA-1  FATOR DE ATIVAÇÃO PLAQUETÁRIA (PAF)
    40. 40. Reação da Óxido Nítrico Sintase
    41. 41. Estrutura Função NomeNitric oxide (NO) N=O Vasodilator, platelet inhibitor, immune regulator, neurotransmitterPeroxynitrite (NO3–) O=N–O–O– Oxidant and nitrating agentNitroxyl anion (NO–) N–=O Can form from nonspecific donation of an electron from metals to NO Exhibits NO-like effects, possibly by first being oxidized to NONitrous oxide (N2O) N–=N+=O AnestheticDinitrogen trioxide (N2O3) Auto-oxidation product of NO that can nitrosylate protein thiolsNitrite (NO2–) O=N-O– Stable oxidation product of NO Slowly metabolized to nitrosothiols, and decomposes to NO at acidic pHNitrate (NO3–) Stable oxidation product of NO
    42. 42. Produção de NO pelo Endotélio. Durante o processo inflamatório e aumentoda força de cisalhamento as células endoteliais produzem óxido nítrico (NO). Na célula muscular: NO citosol GUANILATO CICLASE NO NO NO Células NO NO NO endoteliais GTP cGMP Células + Musculares lisas Vaso dilatado
    43. 43. Endotelina-1 Endotelina-1 proteína G (inativa) proteína G ETA (ativa) PLC PLC (forma inativa) (forma ativa) Canais de Ca2+ GTP GDP + Canal de Ca2+ Ca2+Retículo IP3 e DAGsarcoplasmático + Ca2+Ca2+ Ca2+ Vasoconstrição! Ca2+ Ca2+
    44. 44. Angiotensina II e Vasoconstrição. Reabsorção de Na+ Reabsorção de água Secreção de aldosterona Aumento da atividade simpática + +Angiotensinogênio Angiotensina I Angiotensina II + renina + Queda na pressão + Vasoconstrição sanguínea Consequência: aumento da pressão sanguínea
    45. 45. Angiotensina II Angiotensina II proteína G (inativa) proteína G AT1 (ativa) PLC PLC (forma inativa) (forma ativa) GTP GDP Canais de Ca2+ + Canal de Ca2+ Ca2+Retículo IP3 e DAGsarcoplasmático + Ca2+Ca2+ Ca2+ Vasoconstrição! Ca2+ Ca2+
    46. 46. Regulação do Tônus Vascular
    47. 47. Vasoconstrição
    48. 48. Vasodilatação
    49. 49. Regulação do Tônus Vascular
    50. 50. Regulação do Tônus Vascular porInsulina.

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