Biosinalização (Biosignaling)

A biosinalização ou sinalização celular é a ocorrência de algum evento físico ou químico próximo da membrana que envolve a célula, ou dentro da fronteira estabelecida por esta membrana.

Numa abordagem mais física, a sinalização celular se faz necessária em virtude da célula ser um exemplo de SISTEMA DE FRONTEIRA. Um Sistema de Fronteira é um contexto, um espaço, um "locus" estabelecido por um recipiente (qualquer envólucro) que define, ao mesmo tempo, interior e exterior. Leia mais sobre este conceito em Sistemas Estáticos e Sistemas Dinâmicos.

A abordagem desta forma, ou seja, pela Teoria dos Sistemas, não é muito comum para os estudantes de Ciências Biológicas, mas com a crescente aplicação das técnicas computacionais na tabulação e análise de resultados de experimentos para construção de modelos informatizados neste campo, ela se torna necessária e obrigatória.

A biosinalização se define como "a habilidade da célula em receber SINAIS externos e agir em sua resposta dentro do terreno citoplasmático" (interpretação de Lehninger [Principles of Biochemistry, 4th edition]).

Tipos de sinais celulares

O fato de receber sinais externos revela a possibilidade de interação da célula com outras células. Nos organismos pluricelulares, portanto, existe uma troca de sinais entre elas. Sendo pluricelulares, os animais possuem células que trocam informações sobre:

• Concentrações de íons;
• Glucose nos fluidos extracelulares;

ou recebem sinais por intermédio de:

• Antígenos (o sistema imunológico trabalha com uma infinidade de sinais, dada à farta variedade de antígenos que podem existir na natureza);
• Hormônios;
• Luz;
• Neurotransmissores;
• Nutrientes;
• Odores;
• Proteínas diversas;

Frequentemente, o resultado final da sinalização biológica é a fosforilação de algumas proteínas de uma ou mais células-alvo.

Internamente

No contexto interno deste nosso Sistema de Fronteira conhecido como célula, os eventos metabólicos são regulados pelas respostas de controle de enzimas por metabólitos no caminho destes eventos ou pelas modificações em ligações covalentes das enzimas.

Em resumo, a sinalização ocorre em dois aspectos, quando se refere ao Sistema Celular, um perfeito Sistema de Fronteira:

• De fora das fronteiras para o interior;
• De um metabólito para enzimas e de enzimas para outros metabólitos no interior da fronteira.

Sinalização a partir do exterior - Receptores

Os sinais externos, para serem percebidos pela célula, exigem a presença de dispositivos: os receptores. Mais uma vez ressaltamos a necessidade da abordagem pela Teoria dos Sistemas. Receptores químicos devem ser encarados como dispositivos que são, da mesma forma que reconhecemos dispositivos eletrônicos ou mecânicos. Eles ora se comportam como "portões", ora como chaves, ora como pinças, ora como chave e fechadura.

Os sinais que chegam a estes receptores já foram enumerados no item "Tipos de sinais".

No próximo post vamos enumerar os tipos de receptores.
_______________________________________________________
Recomendamos a leitura do Capítulo 12 do livro de Lehninger, citado.
Metabólito: Produto da transformação de uma molécula, macromolécula ou substância em outra.

Porque ocorrem as inflamações

Em poucas palavras, cada um de nossos tipos de tecidos possui defensores primários chamados MACRÓFAGOS. Eles apenas tentam "cobrir" os agentes invasores, antes que o Sistema Imunológico reconheça com precisão o PADRÃO do invasor.

Como não existe um número suficiente de macrófagos nas regiões locais dos tecidos, estes macrófagos também iniciam uma reação para chamar REFORÇOS. É o mesmo mecanismo utilizado pelas firmas de segurança. Eles tentam conter os desordeiros. Se não conseguirem, chamam outros seguranças ou até a Polícia em casos mais graves. Desta forma, os REFORÇOS são convocados através de mensagens pelo Sistema Circulatório.

Os LEUCÓCITOS são os únicos fatores sanguíneos suficientemente preparados para se mover através dos tecidos corporais e chegar até o local invadido pelos agente patógenos.

O fato de os tecidos não terem um número suficiente de defesas contra grandes invasões é semelhante à segurança de nossas ruas. Não compensa manter sempre uma grande mobilização militar esperando uma invasão oriunda de um outro estado ou país. É o princípio da economia, do contrário o corpo humano teria que dispender enormes quantidades de energia apenas para se manter vivo e vigilante.

Enzimas são máquinas

Graduado em 1985, vim de uma escola cujos conteúdos eram "policiados" por uma casta de educadores tutelados por um estado que visava e ainda visa reter conhecimentos da população em geral, pois "ignorância é a chave para a dominação".

Enzimas

Aprendemos, nesta época citada, que as enzimas, responsáveis pela facilitação da digestão (entre outros processos), são substâncias, como um líquido, que reage com os alimentos e pronto. Mas enzimas são muito mais do que isto.

Enzimas são máquinas

Veja este vídeo, produzido por uma empresa (Virtual Cell), mostrando a produção de ATP facilitada pela ATP-synthase, para início de nossa explanação:

O que cientistas vem procurando, em termos de geração de energia, o corpo humano traz dentro de si tem pelo menos 10000 anos. Em relação ao nosso corpo, nossa tecnologia é da idade da pedra lascada. Temos a energia protônica do hidrogênio, e ficamos queimando combustíveis fósseis com resultante desequilíbrio térmico, em máquinas que dão, no máximo, 40 % de rendimento térmico, perdidos em atrito e retirada do estado de inércia.

________________________________________________________________
ATP - Adenosina Tri-Phosfatase, a molécula que armazena energia no corpo humano.

Como o corpo identifica invasores

O corpo humano, em sua genética e imunidade, é um campo de estudo necessário para quem quiser construir Sistemas de Informação, Redes Neurais e Processos que se melhoram com o tempo. Por isso enveredei por este caminho.

Imunidade natural

Já nascemos com anticorpos preparados para determinados agentes patogênicos naturais, como as comuns bactérias Escherichia coli, Candida albicans, Pneumocystis carinii,  e outros. Mas quedas do sistema imunológico (devido à estresse, deficiência alimentar ou acidentes) , ou a entrada destas bactérias em locais não previstos (por falta de higiene) do corpo podem afetar esta imunidade natural.

Os agentes responsáveis por esta imunidade natural são as IMUNOGLOBULINAS, reconhecíveis na literatura como IgA, IgD, IgE, IgC e IgM, para citar as mais comuns.

Imunoglobulinas

Estes agentes residem mais no soro sanguíneo, notadamente os do tipo IgM. Eles tem vida longa e se replicam por si mesmos. Sua matriz de produção é o linfócito do tipo B. Em nossos exames de sangue, só consta a contagem de linfócitos, mas eles tem vários tipos, e entre estes estão este do tipo B e o do tipo T.

Eles compõem a primeira linha de defesa do organismo, e este mecanismo é que vai nos interessar, nem tanto pela sua natureza da medicina, mas pela sua natureza de RECONHECIMENTO. Eles podem reconhecer um invasor pelo seu PADRÃO DE CODIFICAÇÃO. Quando o anticorpo já conhece o padrão do invasor, ele o reconhece, marca-o e passa a "entregá-lo" aos mecanismos de destruição de invasores que temos em nosso corpo.

Linfócitos B-1

Estes linfócitos são como guardas de segurança posicionados nos locais que podem dar entrada aos organismos patogênicos, como nossos acessos ao mundo exterior (olhos, ouvidos, ânus, etc).

Analogia com os Sistemas Informatizados

As redes neurais presentes em alguns sistemas informatizados fazem RECONHECIMENTO de padrões. No entanto, elas não tem uma flexibilidade que os nosso sistema imunológico possui. Isto ficará mais claro quando mergulharmos na estrutura das imunoglobulinas.

Nossas tabelas nos SCHEMAS dos bancos de dados são excessivamente tipadas e rígidas. A imunoglobulina é tipada (tem tamanho fixo) mas não é rígida. Ela contém trechos fixos e trechos variáveis. São estes trechos variáveis e seus mecanismos que possibilitam que o corpo reconheça novas doenças, talvez até aquelas que atacam o próprio sistema imunológico.

Conclusão

Nosso corpo já nasce com defesas naturais, pois o homem está perfeitamente dentro do meio ambiente. A segunda conclusão é a de que os sistemas de informação existentes nem sequer honram um conhecimento que está impresso em nossos próprios corpos e fartamente documentado em literatura. O que ocorre é que se for proposto o estudo de genética e imunologia em uma escola de Ciência da Informação, haverá risos ao invés de aprovação.

Os sistemas de informação existentes só se consistem em um depósito de informações que podem ser livremente introduzidas, mas que não fazem um RECONHECIMENTO, deixando para depois a sua visualização segundo critérios que o analisador nem sabe se são os corretos. São os tradicionais sistemas de ENTRADA e SAÍDA.