A comunicação entre as células é essencial para o bom funcionamento do corpo, e uma forma de essa comunicação ocorrer é através de pequenos canais chamados junções comunicantes. Esses canais são regulados por dois mecanismos diferentes: portas químicas e portas sensíveis à voltagem. Um estudo recente publicado no International Journal of Molecular Sciences pelo professor Camilo Pelagchia, da Universidade de Rochester, explora como estes mecanismos funcionam em conjunto para controlar o fluxo de informação entre as células, fornecendo novos conhecimentos sobre este processo complexo.
As células usam junções comunicantes para compartilhar sinais e moléculas importantes entre si. Esses canais são particularmente sensíveis a alterações nos níveis de cálcio intracelular e na voltagem através da membrana celular. Quando as condições mudam, esses fatores fazem com que o canal abra ou feche através de portas químicas ou sensíveis à tensão. A pesquisa do professor Peracchia mostra que a porta química é controlada por uma proteína chamada calmodulina, que desempenha um papel crucial em muitas atividades celulares. As portas sensíveis à voltagem, por outro lado, consistem principalmente no domínio NH2-terminal da proteína.
Como explica o professor Peracchia, “a porta química se fecha em resposta ao aumento dos níveis de cálcio intracelular e às condições específicas de voltagem através da membrana celular”. Isto significa que a porta química reage lenta mas completamente, fechando o canal quando estes sinais específicos são detectados. A porta sensível à tensão, por sua vez, reage mais rapidamente, mas não fecha completamente o canal, permitindo pequenos ajustes na abertura do canal. O estudo também mostra que a forma como essas portas respondem pode mudar dependendo do tipo específico de conexina envolvida, revelando um equilíbrio complexo entre os sinais químicos e elétricos que controlam esses canais.
O professor Peracchia enfatizou ainda que “a acidificação citosólica altera a sensibilidade da porta rápida sensível à voltagem de maneiras opostas: aumenta a sensibilidade da porta em alguns casos e a diminui em outros casos”. Este sistema de duplo controle garante que as células permaneçam conectadas em condições normais, mas se as células forem colocadas sob estresse, como quando lesionadas ou quando os níveis de cálcio aumentam, as células podem se desconectar rapidamente.
O estudo destaca o importante papel da calmodulina na regulação das junções comunicantes, propondo que o lobo da calmodulina atue como uma “rolha” que bloqueia a abertura do canal durante o bloqueio químico. Este modelo de “cortiça” descrito pelo Professor Peracchia mostra que a interacção entre a calmodulina e o canal é afectada pelos níveis e voltagem de cálcio, proporcionando um método duplo de controlo. Ele também destacou que “os canais das junções comunicantes possuem duas portas que podem responder a mudanças no ambiente químico e elétrico dentro da célula”. Este modelo ajuda a elucidar como as junções comunicantes se adaptam às mudanças no corpo e tem significado potencial para o desenvolvimento de novos tratamentos para doenças em que a comunicação celular é interrompida.
Além disso, o estudo discute como essas descobertas podem afetar várias partes do corpo, incluindo o coração, o fígado e o cérebro, onde são encontrados diferentes tipos de conexinas. O estudo destaca que a forma como estes canais se comportam pode diferir dependendo das conexinas específicas envolvidas, que por sua vez são influenciadas pela sua sensibilidade única a sinais químicos e eléctricos.
Finalmente, a pesquisa do professor Peracchia fornece informações valiosas sobre como esses mecanismos de ativação dupla em canais de junções comunicantes são cuidadosamente regulados para manter a comunicação normal entre as células. Essas descobertas abrem a porta para pesquisas futuras explorarem tratamentos potenciais que poderiam modular junções comunicantes em situações onde a comunicação celular é prejudicada.
Referência do diário
Peracchia, C. “Regulação do canal de junção comunicante: uma história de duas portas – sensibilidade à tensão das portas químicas e sensibilidade química das portas de tensão rápida.” Revista Internacional de Ciências Moleculares, 2024. doi: https://doi.org/10.3390/ijms25020982
Sobre o autor
Camilo Peracchia é Professor Emérito de Farmacologia e Fisiologia na Universidade de Rochester. Em 1962, recebeu seu diploma de MD com louvor pela Universidade de Milão (Itália). Sua pesquisa se concentra na regulação da comunicação intercelular através de canais de junções comunicantes. Em 1967, recebeu um certificado do Conselho Americano de Educação de Graduados Médicos Estrangeiros. Publicou mais de cem artigos, editou três livros e escreveu dois livros. Ele foi palestrante convidado em mais de quarenta conferências e simpósios internacionais e atua como editor associado do Journal of Neurocytology. Em 1994 foi eleito membro honorário da “Societá di Medicina e Scienze Naturali” (Universidade de Parma, Itália). Atuou como membro do Grupo de Pesquisa em Biologia Celular e Fisiologia (CBY-1, NIH, 1990-94). É membro do Who’s Who do Marquis. Ele ensina fisiologia respiratória para estudantes de medicina e biologia celular para estudantes de pós-graduação. Atuou como Diretor do Curso de Fisiologia-500 (1985-88 e 1998-99), Chefe da Seção de Fisiologia Respiratória (1986-99) e Co-Líder da Seção de Fisiologia Respiratória do curso “Estruturas e Funções do Corpo Humano” (2000-04). Pelo seu ensino, recebeu o Prêmio Manuel D. Goldman (1998), a Medalha Edward F. Adolphe (2004) e cinco comendas.
