Bioquímica do SangueTecido Vascular.

Prof. Mário – IBqM - UFRJ

Estrutura do Tecido VascularEstrutura 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.

Componentes Estruturais das Artérias Normais.

Células Endoteliais (Endotélio)

Células Musculares

Colágeno e Proteoglicanas

Tecido Conjuntivo e Nervos

Lúmen

MatrizSubendotelial

Musculatura Lisa

Alterações no Fluxo de SangueAlterações no Fluxo de Sangue

Exercício Físico

Vasoconstrição Vasodilatação

Vasoconstrição x VasodilataçãoVasoconstrição x Vasodilatação

O Tônus Vascular é determinado pela competição entre os diferentes agentes vasodilatadores e

vasoconstritores sobre o vaso sanguíneo.

Repouso

Vasoconstrição

Vasodilatação

Fatores que Regulam o Tônus VascularFatores que Regulam o Tônus Vascular

Fator Intrínsico:

• Mecanismo Miogênico• Mecanismo Endotelial• Mecanismo Metabólico

Fator Extrínsico:

• Mecanismo Neuronal • Mecanismo Hormonal

Tônus VascularControle do diâmetro dos

vasos sanguíneos

Fluxo SanguíneoControle do volume de

sangue

Controle Local(Tecidos e Vasos)

Controle Externo(Cérebro e Rins)

Terminais nervosos.

Excitação do Miócito Vascular - ControleExcitação do Miócito Vascular - Controle

RLCELC

Sítio de ligação ao ATP

Cabeça da miosina+ CALMODULINA

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+ Ca2+

Ca2+Retículo

sarcoplasmático

ATPATP

Cinase da cadeia leve da miosina

(MLCK)

ELC – cadeia leve essencial

RLC – cadeia leve regulatória

+ CALMODULINA

+ CALMODULINA+ CALMODULINA

O músculo liso não tem Troponina!

Origem do Cálcio usado na Contração Musculo Liso.

Complexo CaComplexo Ca2+2+ - Calmodulina - Calmodulina• Proteína ácida, com massa molecular de 17 kDa,

• 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 contração do músculo liso.

• A interação com Ca2+ induz troca conformacional

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Calmodulina – Ca2+

MLCKATP

ADP

P Miosina

Controle da ativação da atividade ATPase da cabeça 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.

PiADPPiATP

E

ATP

Na forma Fosforilada a cabeça da miosina é capaz de hidrolisar o ATP

ATP

ATP

P

Atividade de ATPaseda cabeça da miosina

ADP

Cinase da cadeia leve da miosina

(MLPK)

Fosfatase da cadeia leve da

miosina (MLCP)

H2OPi

Na forma Defosforilada a cabeça da miosina não é capaz de hidrolisar o ATP

Calmodulina-Ca2+

+

Excitação do Miócito Vascular - ControleExcitação do Miócito Vascular - Controle

RLCELC

Sítio de ligação ao ATP

Cabeça da miosina+ CALMODULINA

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+ Ca2+

Ca2+

ATPATP

Cinase da cadeia leve da miosina

(MLCK)

ELC – cadeia leve essencial

RLC – cadeia leve regulatória

+ CALMODULINA

+ CALMODULINA+ CALMODULINA

Fosfatase da cadeia leve da miosina

(MLCP)

Ca2+

Ca2+

Retículo sarcoplasmático

PONTOS DE CONTROLE

Membros da Família da MLCKMembros da Família da MLCK

J Clin Invest. 2007; 117(10):2812–2824

Fosforilação da MLCK por PKAFosforilação da MLCK por PKA

Biochemical and Biophysical Research Communications 261, 95–99 (1999)

Ca2+-CaM sensitive, actin-binding domain

(1-100 aa) ATP-binding site

ARRKWQKTGHAVRAIGRLS S

P

MAMISGMSGRKA S

PSítio de Fosforilação BSítio de Fosforilação B

Sítio de Fosforilação ASítio de Fosforilação ACaM-binding Domain

796 815

816 828

smMLCKsmMLCK

Fosforilação da MLCK por PKAFosforilação da MLCK por PKA

+ Ca2+-CaM

- Ca2+-CaM

Biochemical and Biophysical Research Communications 261, 95–99 (1999)

Regulação da Contração do Músculo Liso.

Webb R C Advan in Physiol Edu 2003;27:201-206

©2003 by American Physiological Society

Webb R C Advan in Physiol Edu 2003;27:201-206

©2003 by American Physiological Society

Relaxamento do Músculo Liso.

Síntese de Catecolaminas

Mecanismo de Ação das Catecolaminas.

AMPc e Proteína Quinase A.

Diversidade dos Receptores Adrenérgicos e dos Sinais Intracelulares depende das Ptns. G.

Visão Geral dos Adrenoreceptores.

Distribuição e Efeitos dos Diferentes Receptores Adrenérgicos.

Efeito da Ativação do Receptor β1 cardíaco.

Efeito da Ativação do Receptor β2 Vascular.

Ativação da fosfolipase C (PLC)

IP3 e DAG

Ca2+

NE/E

Controle do Miócito Cardíaco Controle do Miócito Cardíaco

β1

NE/E

Ativação daadenilato ciclase

cAMP

Gq

Contração Músculo Cardíaco

α1Gs

Controle do Miócito VascularControle do Miócito Vascular

α1Gq

Ativação da fosfolipase C (PLC)

IP3 e DAG

Ca2+

NOREPINEFRINA

α2

Inativação daadenilato ciclase

cAMP

EPINEFRINA

β2

Ativação daadenilato ciclase

cAMP

Vasorelaxamento

EPINEFRINA

GsGi

Vasoconstrição Vasoconstrição

Menos Sensíveis

A Epinefrina

quando ativados se sobrepõe aos Beta.

Epinefrina e o Antagonismo α1 x β2 no Músculo Liso Vascular.

Fatores que Regulam o Tônus VascularFatores que Regulam o Tônus Vascular

Fator Intrínsico:

• Mecanismo Miogênico• Mecanismo Endotelial• Mecanismo Metabólico

Fator Extrínsico:

• Mecanismo Neuronal • Mecanismo Hormonal

Tônus VascularControle do diâmetro dos

vasos sanguíneos

Fluxo SanguíneoControle do volume de

sangue

Controle Local(Tecidos e Vasos)

Controle Externo(Cérebro e Rins)

Simpático x Parassimpático

Síntese de Acetilcolina.

Tipos de Receptores de AcetilColina.

Mecanismo de Ação dos Receptores Colinérgicos.

Receptores Muscarínicos e sua Distribuição.

M2 no Coração desacelera contração....

M3 no Endotélio induz vasodilatação....

Vasodilatação mediada por NO.

M3 no Endotélio induz vasodilatacao..no Musculo Liso via Oxido Nitrico...

Controle do Tônus Vascular pelas Células Endoteliais.

ÓXIDO NÍTRICO (NO)

PROSTACICLINA

ENDOTELINA-1

FATOR DE ATIVAÇÃO PLAQUETÁRIA (PAF)

Reação da Óxido Nítrico Sintase

Nome Estrutura Função

Nitric oxide (NO) N=O Vasodilator, platelet inhibitor, immune regulator, neurotransmitter

Peroxynitrite (NO3–)

 O=N–O–O– Oxidant and nitrating agent

Nitroxyl 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 NO

Nitrous oxide (N2O) 

N–=N+=O Anesthetic

Dinitrogen trioxide (N2O3) 

Auto-oxidation product of NO that can nitrosylate protein thiols

Nitrite (NO2–)

 O=N-O– Stable oxidation product of NO

 

Slowly metabolized to nitrosothiols, and decomposes to NO at acidic pH

Nitrate (NO3–)

 Stable oxidation product of NO 

Produção de NO pelo Endotélio.

NONO

NONO NO

NO

Células endoteliais

CélulasMusculares

lisas

Na célula muscular:

NO

GUANILATO CICLASE

GTP cGMP

Vaso dilatado

+

citosol

Durante o processo inflamatório e aumentoda força de cisalhamento as células endoteliais

produzem óxido nítrico (NO).

Endotelina-1

Retículo sarcoplasmático

GDP

Endotelina-1

proteína G(inativa)

proteína G(ativa)ETA

Ca2+

Ca2+

Ca2+Ca2+

Ca2+

IP3 e DAGCa2+Canal de Ca2+

GTP

PLC(forma inativa)

PLC(forma ativa)

Canais de Ca2+

+

+

Vasoconstrição!

Angiotensina II e Vasoconstrição.

Angiotensinogênio

renina

Angiotensina I Angiotensina II+

+

VasoconstriçãoQueda

na pressãosanguínea

Consequência: aumento da pressão sanguínea

+

+

+

Reabsorção de Na+Reabsorção de águaSecreção de aldosteronaAumento da atividade simpática

Angiotensina II

Retículo sarcoplasmático

GDP

Angiotensina II

proteína G(inativa)

proteína G(ativa)AT1

Ca2+

Ca2+

Ca2+Ca2+

Ca2+

IP3 e DAGCa2+Canal de Ca2+

GTP

PLC(forma inativa)

PLC(forma ativa)

Canais de Ca2+

+

+

Vasoconstrição!

Regulação do Tônus VascularRegulação do Tônus Vascular

VasoconstriçãoVasoconstrição

VasodilataçãoVasodilatação

Regulação do Tônus VascularRegulação do Tônus Vascular

Regulação do Tônus Vascular por Regulação do Tônus Vascular por Insulina.Insulina.