Comunicación Celular

● ¿Qué es comunicación celular?

Proceso complejo a través del cual las células que conforman los tejidos, los órganos y las poblaciones celulares del organismo de los seres vivos se relacionen entre sí, haciendo que cada célula dependa del estímulo de otras para realizar su trabajo y, a la vez, también influir en las demás.

Todas las funciones celulares son coordinadas mediante los mecanismos de Comunicación celular o intercelular. De acuerdo a los estímulos recibidos y a las características y funciones de las células receptoras del mensaje, estas células están en condiciones de reaccionar de diferentes maneras, ya sea de reconocer diferenciaciones, reproducirse, incorporar o desintegrar elementos nutrientes, enviar nuevos mensajes a otras células o morir.

● Fases de la comunicación celular:

1. Síntesis (fabricación) del mensajero químico: Cada uno de los diferentes tipos de mensajeros químicos, llamados hormonas, es sintetizado por células de tejidos especializados denominados glándulas endócrinas.

2. Secreción del mensajero químico: Las hormonas deben ser expulsadas desde el citoplasma hacia el espacio extracelular (secreción).

3. Transporte del mensajero hasta su destino: El mensajero debe viajar hasta la célula blanco, es decir, aquella célula (o grupo de células) sobre la que ejercerá un efecto. Las hormonas son transportadas por el torrente sanguíneo y recorren todo el cuerpo. Las células blancas pueden ser llamadas también células diana.

4. Detección del mensajero por la célula blanco: Los mensajeros químicos deben ser reconocidos por moléculas presentes en las células blanco llamadas receptores.

5. Transmisión intracelular de la señal recibida: Una vez detectado el mensajero químico, la señal debe ser transmitida al interior de la célula y generar un cambio en la misma.

6. Degradación del mensajero químico: Luego de que el cambio ha sido desencadenado, el mensajero químico debe ser degradado (eliminado) para que la acción no perdure en el tiempo más allá de lo necesario.

● Comunicación intercelular

Ninguna célula vive aislada. En todos los organismos multicelulares, donde se alcanza el grado más elevado de complejidad en la comunicación célula a célula, la supervivencia depende de una red compleja de comunicaciones intercelulares que coordinan en las células su crecimiento, diferenciación y metabolismo.

La comunicación intercelular se define como un proceso por el cual las células transmiten información para promover o modificar respuestas celulares en otras células.

La comunicación intercelular consta de varias etapas: síntesis de la molécula (señal), liberación, transporte, detección o recepción, efecto biológico, eliminación.

● Comunicación extracelular

Las señales extracelulares suelen ser ligando que se unen a los receptores celulares. Existen tres tipos de comunicación celular según el ligando:

Contacto celular con ligando soluble (hormona o factor de crecimiento).

Contacto celular con ligando fijo en otra célula.

Contacto celular con ligando fijo en la matriz extracelular.

La matriz extracelular (MEC) es el conjunto de materiales extracelulares que forman parte de un tejido. La MEC es un medio de integración fisiológico, de naturaleza bioquímica compleja, en el que están "inmersas" las células. Así la MEC es la sustancia del medio intersticial (intercelular).

● Señalización celular

El término señalización celular se refiere al conjunto de procesos o etapas que ocurren de forma concatenada por el que una célula convierte una determinada señal o estímulo, de origen extra o intracelular, en otra señal o respuesta específica.

La señalización celular transcurre a través de rutas en las que las proteínas son los principales efectores, actuando como sustratos de otras enzimas o a través de interacciones proteína-proteína, de forma que los cambios inducidos translucen la señal inicial en el interior de la célula. Los pasos finales de una ruta de señalización celular conllevan interacciones proteínas-ácidos nucleicos para regulación de la expresión génica. A su vez, las rutas de señalización celular están fuertemente reguladas e interconectadas entre sí.

●Tipos de señalización celular

•En la señalización endocrina la molécula de señalización u hormona es producida por una glándula y vertida a la sangre por donde viaja hasta alcanzar ciertas células distantes de su lugar de origen sobre las que ejerce su acción.

•En la señalización nerviosa el mediador o neurotransmisor se sintetiza en los terminales axónicos de las células nerviosas, es secretado en la conexión sináptica y ejerce su acción sobre células vecinas (otra célula nerviosa, célula muscular…etc.).

•La señalización paracrina se caracteriza porque el mediador difunde durante una corta distancia y ejerce su acción sobre células vecinas. Como variante de ésta, en la señalización autocrina la molécula de señalización ejerce su acción sobre la misma célula que lo produce. Muchos factores de crecimiento actúan de esta manera.

•Hay otros tipos de comunicación, por ejemplo, la molécula de señalización es sintetizada e incorporada a la membrana plasmática donde es expuesta al exterior y ejerce su acción por contacto con otra célula. A este tipo de comunicación se le llama yuxtacrino, o también estas moléculas de señalización pueden pasar de una célula a otra, a través de uniones gap.

Las moléculas que participan en la señalización entre células son de naturaleza variable, y según ésta se comporta en cuanto a su receptor, así tenemos las liposolubles que difunden a través de la membrana plasmática e interaccionan con sus receptores en el citosol o núcleo celular, afectando principalmente a la transcripción de genes específicos. A esta clase pertenecen las hormonas esteroideas (cortisol, progesterona, estradiol, y testosterona), ácido retinoico y tiroxina. Las hidrosolubles no pueden atravesar la membrana plasmática y por tanto se unen a receptores de superficie. Aquí encontraremos dos grupos de moléculas: hormonas peptídicas como insulina, factores de crecimiento y glucagón y pequeñas moléculas cargadas como la epinefrina y la histamina, que pueden funcionar como hormonas o neurotransmisores. En el tercer lugar tenemos las hormonas lipofílicas que se unen a receptores de superficie como es el caso de las prostaglandinas.

● Tipos de receptores de superficie celular

Los receptores de la superficie celular o de membrana citoplasmática se pueden clasificar en cuatro tipos básicos:

1.- Receptores acoplados a proteínas G

2.- Receptores asociados a canales iónicos

3.- Receptores ligados a tirosina

• Los receptores acoplados a proteínas G (GPCRs) constituyen una gran familia de receptores sobre la superficie celular, con más de mil miembros, aproximadamente el 2% (entre 800) de los genes presentes en el genoma de mamíferos codifican para estos tipos de receptores. Estos receptores celulares median respuestas a su interacción con diversas moléculas de señalización como lo son los neurotransmisores, neuropéptidos, hormonas, péptidos vasos activos, aromatizantes, saborizantes, gluco-proteínas y otros mediadores locales.

• Los receptores de varios neurotransmisores forman canales regulados por agonistas y con selectividad iónica en la membrana plasmática, que se han denominado canales iónicos, para la entrada de ligando que emiten sus señales al modificar el potencial de membrana celular o la composición iónica estos incluyen el receptor colinérgico nicotínico; el acido γ amino butírico y los receptores de glutamato, aspartato y glicina. Este tipo de receptor cuenta con un canal cuya apertura o cierre se asocia con la interacción de un ligando con un receptor situado en la membrana celular, producen despolarizaciones (génesis de potenciales de respuesta excitatorios) o hiperpolarizaciones (génesis de potenciales de respuesta inhibitorios) se distinguen dos tipos: a) Canales iónicos en los que el receptor forma parte de una misma proteína, en cual el dominio receptor se encuentra situado en la porción extracelular de la molécula, en un lugar de fácil acceso para el ligando y; b) Canales iónicos en los que el receptor y el canal forman parte de proteínas diferentes.

Los receptores que poseen.

• El receptor nicotínico es un proteína pentamérica transmembranal (280kD). Contiene cuatro subunidades (α, β, δ y γ) α (9 tipos) β (cuatro tipos) δ y γ (1 tipo) de las cuales la α se encuentra duplicada, todas se organizan alrededor de la cavidad central que configura el canal iónico. El extremo N de la subunidad α contiene el sitio que fija la acetilcolina con gran afinidad, de modo que son dos moléculas de acetilcolina las que tienen que unirse para que el canal se abra eficazmente. Los cuatro segmentos transmembrana de cada subunidad tienen disposición α hélice y el M2 junto con el bucle que conecta M3 y M4 forma la superficie interna del canal. La selectividad para cationes se basa en los tres anillos de carga negativa que flanquean la región M2 y cada anillo está conformado por tres o cuatro cargas negativas proporcionados por aminoácidos principalmente glutamato.

Los receptores nicotínicos se subdividen en tres clases principales: Musculares, ganglionares y de SNC, Los receptores musculares se localizan exclusivamente en la unión neuromuscular esquelética, los ganglionares se encargan de la transmisión en los ganglios simpáticos y parasimpáticos, los del SNC se encuentran dispersos en el encéfalo y tienen composición molecular y una distribución muy heterogénea.

Bibliografía

http://biologia.laguia2000.com/biologia/comunicacion-celular

http://aprenderencasa.educ.ar

http://www.uco.es/~b02robaj/sencel.htm

http://www.biocancer.com/journal/1101/11-tipos-y-moleculas-de-senalizacion

http://www.cucs.udg.mx/fisiologia/files/File/BOLETINES_LAB_CIENCIAS_FISIOLOGICAS/Lab_CF_Boletin_1.pdf

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