Medicina

SEÑALIZACIÓN

Es la comunicación mediante compuestos (señales) que generan respuestas determinadas en células diana.

La evolución ha provisto a las células de todos los organismos vivos de mecanismo de señalamiento que  les permiten percibir estímulos ambientales y responder adecuadamente a ellos. Además, en los organismo multicelulares estos mecanismos forman redes de comunicación más complejas, que garantizan que cada célula funcione y responda a una diversidad aun mayor de estímulos y que lo haga coordinadamente con las otras células del organismo. Es gracias a esta comunicación entre células que el organismo mantiene una funcionalidad como entidad unitaria, no obstante estar constituido por millones de células de muy diverso linaje. De esta red de comunicación dependen funciones tan importantes como el desarrollo embrionario, la proliferación y diferenciación celular, las respuestas al estrés, la percepción sensorial, el movimiento, la respuesta inmune, la regulación metabólica, etcétera.

Una célula genera un mensaje, o señal, el cual es recibido por la célula blanco apropiada, la cual puede ser una vecina cercana o lejana, o incluso ella misma, y el mensaje es interpretado como una instrucción para modificar algún aspecto funcional de la célula blanco.

Las señales y respuestas mediadoras de la comunicación entre células pueden ser de naturaleza química, eléctrica y químico-eléctrica. El señalamiento a través de mensajeros químicos consiste en la secreción de moléculas que deben ser reconocidas específicamente por receptores en las células blanco. Las señales químicas deben difundirse, o aun viajar por el torrente sanguíneo, hasta encontrar su célula blanco. Esto ocasiona que, en general, las respuestas a las señales eléctricas o químico-eléctricas actúan a la distancia.

Las áreas de investigación comprendidas en el campo de la transducción de señales químicas incluyen: el estudio de la síntesis y liberación de las moléculas mensajeras  (denominadas genéricamente ligandos); su transporte hasta las células blanco; su detección por receptores específicos en las células blanco; la generación por parte de complejo receptor-ligando de una segunda señal, ahora exclusivamente intracelular (la transducción propiamente dicha); como estos segundos mensajeros afectan respuestas bioquímicas inmediatas en el metabolismo celular y como ajustan la expresión genética de la célula blanco para mantener respuestas de largo plazo: y finalmente los mecanismo de disipación de la señal.

La transducción de señales, su mal funcionamiento generalmente conduce a estados patológicos. Enfermedades tan graves como la diabetes, la hipertensión arterial y el cáncer son resultado del mal funcionamiento de los mecanismos de señalización.

Mensajeros químicos

Son moléculas con características químicas muy diversas: hay péptidos, proteínas, complejos proteicos, moléculas pequeñas derivadas de aminoácidos, compuestos lipídicos derivados del ácido araquidónico y compuestos esteroideos  derivados del colesterol.

Clasificación

Según sus propiedades de solubilidad y la localización de sus receptores:

1. Moléculas lipofílicas. Son aquellas que no pueden difundirse a través de la membrana plasmática e interaccionan con receptores del citosol o del núcleo. Ejemplo: hormonas esteroideas, la tiroxina y los derivados del ácido retinoico. Después de atravesar la membrana plasmática, estas hormonas interactúan con receptores intracelulares, formando complejos capaces de incrementar o disminuir la transcripción de genes específicos; estos complejos también contribuyen a la estabilidad de ciertos RNA mensajeros. Contribuyen al crecimiento y diferenciación de tejidos específicos.
2. Moléculas hidrofílicas. Son aquellas que no pueden  difundirse a través de la membrana plasmática e interaccionan con receptores localizados en la superficie celular. Ejemplo: péptidos como la insulina, o proteínas como la hormona del crecimiento y pequeñas moléculas cargadas como la acetilcolina y aminoácidos como la epinefrina, la histamina, la serotonina y la dopamina, algunos funcionan como hormonas o como neurotransmisores. Muchas de estas moléculas modifican la actividad de una o más enzimas ya presentes en la célula. El efecto de la molécula ligada a la superficie celular es casi inmediato.
3. Moléculas lipofílicas con receptores de superficie. Ejemplo: prostaglandinas, moléculas derivadas del ácido araquidónico. Ciertos miembros de este grupo provocan la agregación plaquetaria y desempeñan un papel importante en el fenómeno de la coagulación, por lo que intervienen en el curso de enfermedades vasculares y reparación de heridas.

Según la distancia que hay entre la célula productora y la célula blanco sobre la que actúan, las moléculas señaladoras:

1. Moléculas de señalización endocrina. Son aquellas que actúan sobre células blancos distantes del sitio u órgano de síntesis. Ejemplos: hormonas como la de crecimiento, la insulina, la progesterona, la tiroxina. Las hormonas son llevadas a través del torrente sanguíneo de su sitio de síntesis hasta las células blanco.
2. Moléculas de secreción o señalización paracrina.  Son aquellas moléculas liberadas por una célula y que afectan solo a las células que se encuentran en la proximidad inmediata. Ejemplo: es pacrina la comunicación por factores de crecimiento celular, producidos por células en órganos o tejidos como el hígado o la piel, y que actúan sobre otras estirpes celulares vecinas.
3. Moléculas de secreción involucradas en señalización de autocomunicación celular o autocrina. Es la situación en que las células responden a moléculas que ellas mismas producen. Ejemplo: tumores.
4. Moléculas de secreción yuxtacrina. Son proteínas ancladas en la superficie de la membrana plasmática de una célula que pueden interaccionar directamente con los receptores en la superficie de la célula adyacente.

La diferencia crucial en estos tipos de señalamiento está en la velocidad y selectividad con que los mensajeros encuentran a sus células blanco.

Receptores

Las señales extracelulares debería involucrar receptores, estructuras que reconocen al mensajero extracelular y que translucen el mensaje al ambiente intracelular.

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